Литология и прогноз коллекторов в неогеновых отложениях Таманского полуострова

2. П.К. Ляховичем допускалось участие двух направлений миграции в формировании залежей - вертикальной и боковой. В вопросе о вертикальной миграции автор сделал замечание о возможности поступления флюидов из глин диапирового ядра.

Рассматривая вопрос о поступлении углеводородов в ловушку IV горизонта в результате вертикальной миграции (из глин ядра, из чокрака, карагана и сармата - по контакту с ядром) П.К. Ляхович допускалтакую же возможность поступления углеводородов и для ловушек V и VI горизонтов, расположенных на Троицком участке месторождения, вдали от диапирового ядра и не имеющих с последним связи.

3. В.В. Коцеруба утверждал, что "формирование залежей в верхнемиоцеоновых и плиоцеоновых отложениях на Анастасиевско-Троицком месторождении произошло в результате латеральной миграции. Вместе с тем, образование залежей в сарматских отложениях произошло, по-видимому, за счет вертикальной миграции, в связи с частичным, а возможно и полным разрушением залежей нефти и газа".

Рассматривая вопросы геологического строения и условий формирования залежей нефти и газа на Анастасиевско-Троицком месторождении наиболее обоснована позиция М.А. Шаулова, в которой автор стремится показать большую роль диапирового ядра, существование и развитие которого явилось основной предпосылкой образования складки в миоцен - плиоценовом комплексе пород и, вследствие благоприятного стечения ряда факторов, привело к формированию крупных залежей. Однако наряду с диапировым ядром в формировании месторождения сыграли роль и другие факторы, присущие обычным, недиапировым, антиклиналям.

М.А.Шаулов в вопросе о формирования залежей нефти и газа выделяет три основных аспекта: образование ловушек, источники поступления углеводородов, условия и характер заполнения ловушек.

Развитие складки происходило в условиях активного осадконакопления в прогибающемся бассейне, поступление терригенного материала в который было обусловлено, в основном, разрушением Кавказской горной системы. Некоторая часть материала поступала с расположенной к северу платформы. Рост структуры носил относительный характер: нагнетание майкопских глин в свод вызывало отставание погружения формирующейся складки от смежных участков синклиналей.[5]

В течение среднего миоцена и нижнего сармата в пределах складки формируется терригенно-карбонатная толща пород мощностью до 750 - 800 м. на погружении крыльев и переклиналях. К своду складки происходит постепенное уменьшение мощности и выклинивание толщи в районе выхода диапирового ядра.Коллекторами в толще среднего миоцена и нижнего сармата служат плотные глинистые алевролиты, реже песчаники и трещиноватые мергели. Мощность прослоев обычно менее 0,1 м., иногда достигает десятков см. Лишь отдельные, наиболее выдержанные прослои мергелей, можно проследить на значительные расстояния.

Развитие складки, связанное с непрерывным ростом ядра, обеспечивало непрерывность формирования ловушек. На рассматриваемой стадии развития складки основным типом ловушек должен был стать сводовый с частичными литологическими ограничениями, за счет выклинивания прослоев к своду. В условиях частого чередования разнородных прослоев коллекторов, разделенных глинами, трудно ожидать наличия гидродинамической связи между отдельными прослоями. По существу, каждый прослой образовал отдельную ловушку, которая впоследствии была в той или иной степени нефтью, газом или осталась водоносной вследствие низкой проницаемости или отсутствия путей для ухода воды.

При испытании среднего миоцена в сводовых разведочных скважинах были получены отдельные притоки нефти в промышленных количествах и, в то же время, в аналогичных структурных условиях на идентичной части разреза - притоки воды с небольшим содержанием нефти.

Источником нефти и газа для заполнения ловушек среднего миоцена и нижнего отдела сарматского яруса служили, вероятно, углеводороды, генерируемые в самой толще глин, заключающей прослои коллекторов. В меньшей степени углеводороды поступали из диапирового ядра. [5]

Песчаные горизонты верхнего сармата (X, IX горизонты) получают развитие, главным образом, на периклинальных участках структуры и её крыльях. К своду структуры они выклиниваются, не достигая диапирового ядра, и образуют хорошо выдержанные литологические ловушки, не содержащие нефти и газа. В аналогичном положении находятся и песчаные горизонты самых низов мэотиса -VIII и VII, также не содержащие залежей при наличии литологических ограничений и благоприятных структурных условий.

Причины отсутствия залежей в перечисленных выше горизонтах верхнего сармата и нижнего мэотиса, кроются, по-видимому, в недостатке углеводородов для образования самостоятельных скоплений. Эти горизонты выклиниваются до ядер, и поступление флюидов в них из майкопских глин исключается.

Наибольший интерес вызывают вопросы формирования промышленных залежей в мэотическом ярусе, особенно крупных нефтяных залежей V и VI горизонтов и газонефтяной залежи IV горизонта. [5]

При изучении этих вопросов важными являются следующие положения:

1.Залежи Vи VI горизонтов расположены на Троицком участке, вдали от выхода диапирового ядра и не связаны с последним какими - либо каналами.

Залежь IV горизонта, занимающая почти всю площадь месторождения, связана с диапировым ядром непосредственно и по разрывам. В таком же положении находятся залежи VI и VIIгоризонтов Анастасиевского участка.

2.Залежи V и VI горизонтов находятся в нижней части мэотического яруса, в разрезе которой песчано-алевритовые породы играют подчиненную роль по сравнению с глинами.

В верхней части мэотиса, где залегает IV горизонт, соотношение между глинами и песчаными разностями обратное - почти всю эту часть занимает песчаная пачка IV горизонта, содержащая очень мало глинистого материала как в виде прослоев, так и виде фракции в составе пород основной части горизонта. Рассмотренные различия предопределили разницу в условиях заполнения ловушек V и VI горизонтов Троицкой части структуры и ловушки IV горизонта, а также VI и VII горизонтов Анастасиевского участка.

Алевролиты V и VI горизонтов образуют на Троицком участке сводовые частично экранированные ловушки. Ловушки V и VI горизонтов на Троицком участке представляют части единого резервуара, имеющего значительное распространение, в гидрогеологической системе которого нефть занимает небольшое место.

Значительное развитие VI горизонт получил на Анастасиевском участке, особенно на северо-западной переклинали и на погружении северного крыла структуры. На Троицком участке горизонт представлен тремя маломощными, изолированными друг от друга пачками алевролитов.

Аккумуляция нефти в V и VI горизонтах Троицкого участка могла произойти только за счёт сингенетичных углеводородов, генерируемых как в глинах, в которых залегают прослои алевролитов, так и в самих алевролитах. Генерация углеводородов в песчано-алевритовых образованиях при благоприятном сочетании ряда факторов (содержание органики, высокая глиностость, восстановительные условия диагенеза при сохранении нисходящих движений, застойный характер пластовых вод) можно рассматривать как реальный процесс.

Решающим фактором формирования газонефтяной залежи IV горизонта является наличие на Анастасиевском участке погребенного диапирового ядра, сложенного перемятыми глинами майкопской серии.

Важным элементом в формировании диапировых ядер является постоянный приток флюидов (воды и генерируемых углеводородов), отжимаемых из глин майкопской серии. Поступая в ядро, которое можно рассматривать как отдушину для разгрузки толщи, флюиды "приносят" с собой значительное избыточное давление. При определенных условиях это приводит к образованию грязевых вулканов. В случае выхода ядра на дневную поверхность разрядка происходит в атмосферу, на дне моря - в водную среду. [5]

Из истории развития Анастасиевско-Троицкой складки следует, что до среднего киммерия она была открытой диапировой; ядро представляло собой донное поднятие и выжимаемые флюиды, в основном, рассеивались в водной среде; меньшая часть их попадала в коллекторы, прилегающие к ядру. [4]

С перекрытием ядра обстановка изменилась - коллекторы стали практически единственно возможными вместилищами для отжимаемых флюидов. К этому времени уже существовала хорошо выраженная ловушка IV горизонта и, благодаря прекрасным коллекторским свойствам песков, она заполнялась в первую очередь. Ловушки III и II понтических горизонтов ещё не имели отчетливо выраженных очертаний, и поступающие в них углеводороды могли в значительной степени рассеиваться.

Заполнение ловушек VII и VI горизонтов Анастасиевского участка происходило, по-видимому, как за счёт поступления углеводородов из ядра, так и, в меньшей степени, за счёт сингенетичных углеводородов.

Вместе с водой в ловушку поступали углеводороды как в свободной фазе, в виде нефти и газа, так и в виде различных растворов и смесей. В ловушке происходило разложение растворов и распределение флюидов по удельным весам.

К четвертичному времени залежь IV горизонта была, по-видимому, уже сформирована в основных чертах. В это время продолжается рост диапирового ядра на Анастасиевском участке, что влечет за собой образование возвышенности в современном рельефе. В менее реальной форме, но на значительно большой площади подъем ядра отразился в нижележащих отложениях: произошел плавный, постепенно затухающий к востоку подъем Анастасиевского свода вместе с уже сформированной залежью IV горизонта. В результате этого, газонефтяной и водонефтяной контакт приняли наклонное положение.

Формирование газовых залежей понта (III и II горизонты) происходило в течение киммерия, верхнего плиоцена и в четвертичное время; не закончено оно и до настоящего времени.

До оформления ловушек углеводороды, попадая из ядра складки в коллекторы III горизонта, в основном рассеивались. В коллекторы II горизонта, обладающие низкими свойствами, проникало значительно меньшее количество углеводородов. В верхнем плиоцене и в четвертичное время ловушки III и II горизонтов приобретают современный вид, обусловленный с одной стороны ростом складки, с другой - развитием разрывных нарушений и с третьей - неодинаковым уплотнением глинистых и песчаных коллекторов.

В процессе формирования ловушек шла концентрация в них газа из рассеянного состояния, и осуществлялся одновременно подток газа из ядра. Количество газа, попавшего в каждую локальную ловушку, и её размеры определили положение газоводяного контакта.

Основные запасы газа II горизонта находятся в залежах Анастасиевского участка, расположенных вблизи ядра и связанных с ним непосредственно и по разрывам. Газоводяные контакты в залежах ступенчато поднимаются с запада на восток в сторону Троицкого участка, и одновременно с этим наблюдается уменьшение степени насыщенности коллекторов газом. Таким образом, условия залегания газа во II горизонте довольно наглядно отражают порядок заполнения ловушек - от диапирового ядра к периферическим частям складки.

В формировании залежей III и II горизонтов второстепенную роль играли, возможно, углеводороды, поступающие из газовой шапки IV горизонта по отдельным разрывам, и углеводороды, генерируемые в понтических глинах.

Залежь I горизонта (средний киммерий) расположена на Анастасиевском участке. В центральной части, над диапировым ядром ловушка I горизонта разбита многочисленными сбросами. Последние служили путями вертикальной миграции газа из ядра в ловушку. Образование сбросов произошло до заполнения ловушки газом и с этим связано наличие водонасыщенного участка, ограниченного с трех сторон сбросами, на своде структуры, в центре газовой залежи.

Не исключено, также, что маломощные алевролиты I горизонта явились вместилищем и тех небольших количеств газа, которые могла генерировать киммерийская толща глин. О такой возможности свидетельствует насыщение газом прослоев I горизонта на Троицком участке. [5]

Таким образом, вопросами формирования залежей на Анастасиевско-Троицкого месторождения занимались многие ученые, но наиболее обоснована позиция М.А. Шаулова.По мнению автора диапировое ядро играет ведущую роль в формировании Анастасиевско-Троицкого месторождения, существование и развитие которого явилось основной предпосылкой образования складки в миоцен - плиоценовом комплексе пород и, вследствие ряда факторов, привело к формированию крупных залежей.

5.2 Разрушение залежей в условиях диапиризма

Развитие диапировых складок от зарождения ядра до затухания процесса диапиризма охватывает по времени геологические века и эпохи. В отдельные промежутки этого периода наблюдается активизация роста диапировых ядер, сменяющаяся затем периодами более спокойного развития, когда создаются условия для перекрытия ядра осадками и накопления углеводородов в ловушках. Возобновления активного роста ядра может привести к выходу складки из - под уровня моря, денудации сводовой части к разрушению ранее сформированных залежей.

Разрушению залежей способствует развитие разрывных нарушений. Последние, являясь путями миграции, играют двоякую роль: с одной стороны они способствуют аккумуляции углеводородов в ловушках, с другой стороны - уходу углеводородов, особенно газообразных, из уже сформированных залежей в ловушки вышележащих горизонтов и на поверхность. Примером такого случая является маленькая залежь газа в нижней части киммерийской толщи песчаников, расположенная над залежью I горизонта Анастасиевско-Троицкого месторождения и связанная с ней разрывами. В свою очередь, залежь I горизонта могла быть частично сформирована за счет поступления некоторых порций газа из залежей II и III горизонта, а последние могут сообщаться с газовой шапкой IV горизонта. [5]

6. Современное состояние разработки

Разработка Анастасиевско-Троицкого месторождения начата с 1954 г. Месторождение - многопластовое, по запасам крупнейшее на Северном Кавказе. Основным объектом является IV горизонт, во всех отношениях месторождение можно назвать уникальным.

Нефтегазовая залежь IV горизонта Анастасиевско-Троицкого месторождения длительное время являлась примером разработки нефтегазовых залежей с нефтяной оторочкой при двустороннем напоре - обширной газовой шапки и активной водонапорной системой. Активное внимание вопросам разработки IV горизонта уделяли А.К. Курбанов, И.Д. Амелин, Л.А. Зиновьева, А.Ф. Афанасьева, В.Н. Мартос, Ю.В. Коноплев и многие другие авторы. Именно благодаря их участию запасы газа (свыше 78 млрд. м³) удалось законсервировать на длительное время до выработки основных запасов нефтяной оторочки, и только с 1996 г. начаты промышленные отборы газа из газовой шапки.

Главная особенность залежи заключается в том, что нефтяная оторочка горизонта зажата между обширной газовой шапкой и активной подошвенной водой с весьма отдаленным контуром питания. Начальная толщина нефтяного слоя составляла от 20 - 25 м. Условно IV горизонт разделен на две части: основную песчаную (ОПЧ) и верхнюю песчано-глинистую (ВПГЧ). [3]

Проницаемость коллекторов ОПЧ в среднем составляет 1,2 мкм², пористость - 0,325. Нефть характеризуется чрезвычайно низкой температурой застывания (-60⁰ С) и является стратегическим сырьем для изготовления арктического топлива и нужд Росавиакосмоса.

На всех этапах разработки особое внимание уделялось положению ГНК и ВНК в целях недопущения вторжения нефти в газонасыщенные пески. Благодаря грамотному ведению разработки удалось добиться высокого коэффициента: на 01.01.2003 г. по ОПЧ -0,656, и по ВПГЧ -0,057. [3]

В таблице 1 приведено распределение запасов нефти по ОПЧ и ВПГЧ на основе последнего подсчета (1989г.).

Таблица 1 -Распределение запасов нефти в IV горизонт Анастасиевско-Троицкого месторождения

Однако в последние годы добыча нефти существенно снизилась (таблица 2).

Таблица 2 - Изменение добычи нефти и природного газа в 1999 - 2002гг.

С 1996 г. разработка IV горизонта осуществлялась на основании "Проекта разработки", составленного НИИПП "Инпетро", утвержденного в 1995 г. Центральной комиссией по разработке нефтяных и нефтегазовых месторождений Минтопэнерго. В проекте к реализации был рекомендован 2-й вариант с переходом на 12-й при благоприятных экономических условиях.

Согласно 2-му варианту предусматривалась одновременная добыча нефти из нефтяной оторочки и отбор газа из газовой шапки в объемах до 1 млрд. м³ в год с 2000 по 2003 гг. включительно. В последующем отборы газа должны составить 1500 млрд. м³ газа в год. Кроме того, 12-й вариант предполагал добычу йода-бромной воды в объеме 10,6 млн. м³ ежегодно.

Отбор газа предопределил повышенное внимание к положению ГНК и темпам его перемещения по отдельным участкам и залежи в целом. В результате выполненных геофизических исследований установлено, что газонефтяной контакт тронулся в сторону газа и темпы его продвижения только нарастают. До 2000 г. темпы поднятия ГНК составляли 0,25 м/год по Анастасиевской площади и 0,34м./год - по Троицкой. В течение 2000-2002 гг. контакт перемещался по площадям со скоростями соответственно 1,01 и 0,97 м/год. По отдельным скважинам скорость достигала 2,2 м./год. [3]

На начальной стадии разработки предполагалось вести отбор нефти при сохранении ГНК на отметке - 1502 м при равномерном подъеме ВНК. На практике это условие не было выдержано. Уже в начале разработки объекта гидродинамическое равновесие между газовой шапкой и водонапорной областью было нарушено из-за аварийного выпуска газа газовой шапки во время открытого фонтанирования скв. № 35, 26. Это вызвало подъем ГНК на Троицкой площади на 3 - 5 м и опускание на Анастасиевской площадях (до 5 - 6 м). Попытка сбалансировать отбор газа из газовой шапки закачкой 7,7 млн. м³ пластовой воды в газовую часть ОПЧ на Троицкой площади в 1974-1980 гг. вызвала еще больший подъем ГНК по всей площади месторождения из-за опускания закачанной пластовой воды под нефтяной слой. Дальнейшему подъему ГНК способствовали такие технологические решения как совместный отбор нефти и газа в 80-е годы, отбор газа газовой шапки для газлифта и других нужд, эксплуатация скважин из ОПЧ и ВПГЧ с повышенными газовыми факторами.

В настоящее время 70% объема остаточного слоя нефти находится выше начального ГНК, причем на Троицкой площади остаточный слой нефти полностью переместился в пески газовой шапки, причем после прекращения закачки пластовой воды в газовую часть в 1980 г., подъем ГНК сменился опусканием, в то время как на Анастасиевской площади подъем продолжается. На границах текущих ГНК и ВНК образовались переходные зоны нефтенасыщенности, которые на большей части залежи сомкнулись, образовав трехфазную систему в пределах остаточного слоя.

По данным ГИС, проведенным в течение 1999-2002 гг. более чем в 700 скважинах, построены карты текущего положения ГНК и ВНК, а также остаточных эффективных нефтенасыщенных толщин. На основе полученных материалов выполнена оценка остаточных балансовых и извлекаемых запасов нефти. Оценены остаточные запасы нефти, которые составляют 4096 тыс. т., т. е. безвозвратные потери нефти, обусловленные отбором газа из газовой шапки, составили около 4,1 млн. т.

На основании первоначальных данных о положении ГНК, ВНК, комплекса геофизических исследований, исследований кернов детальной корреляции продуктивных пластов и других данных была построена цифровая геологическая модель пласта. [3]

В ходе разработки были проанализированы результаты различных технологий по повышению нефтеотдачи и интенсификации отбора нефти. Использованы такие методы, как регулирование поверхности ГНК путем отбора газа и закачки воды в газовую шапку, одновременный отбор газа и нефти из контактных добывающих скважин, перенос интервалов перфорации, форсированный отбор жидкости из промытой части пласта. [3]

Заключение

Анастасиевско-Троицкое месторождение является одним из крупнейший месторождений Краснодарского края, эксплуатация которого была начата в1952 году и продолжается до сих пор. Основным объектом изучения является нефтегазовая залежь IV горизонта.

На Анастасиевско-Троицкой площади скважинами вскрыт разрез осадочных образований от антропогена до майкопа включительно.

Месторождение обладает с широким стратиграфическим диапазоном нефтегазоносности - от чокракского горизонта до киммерийского яруса включительно. Промышленная нефтегазоносностъ связана с отложениями мэотического, понтического и киммерийского ярусов. Установлены высокие коллекторские свойства пород. В результате гидрохимического анализа IV мэотического горизонта установлено, что на Анастасиевско-Троицком месторождении присутствуют воды как гидрокарбонатнонатриевые, так и хлоркальциевого типов, при этом воды гидрокарбонатнонатриевого типа распространены в зоне активного развития диапиризма и имеют глубинное происхождение.

Развитие Анастасиевско-Троицкой складки связано с развитием майкопского диапирового ядра, зарождение складки которого произошло в конце майкопского - начале чокракского времени. Формирование залежей нефти и газа теснейшим образом связано с тектоникой нефтегазоносных районов, геохимией органических соединений, гидрогеологией, миграцией флюидов и рядом других факторов и процессов. В изучении геологического строения и условий формирования залежей нефти и газа Анастасиевско-Троицкого месторождения большая роль уделяется диапировому ядру, существование и развитие которого явилось основной предпосылкой образования складки в миоцен - плиоценовом комплексе пород и, вследствие ряда факторов, привело к формированию крупных залежей.

Список использованных источников

1.Бурштар М.С., Бизингаев А.Д.Геология нефтяных и газовых месторождений Северного Кавказа.-М., "Недра",1966 .230 с.

2.Григорьев М.А.Гидрогеологические показатели нефтегазоносности миоценовых отложений Западно-Кубанского прогиба. Дис. канд.геол.мн.наук. М. "ИГиРГИ", 1990 г.,106 с.

3.Лысенко В. А., Заграбянц М. Г., Коротков С.В. Сборник научных трудов по результатам НИОКР за 2002г.- ОАО "ЦНИИТЭнефтехим", М., 2003г., 272 с.

4.Фейгин М.В. Анастасиевско-Троицкое газонефтяное месторождение Западного Предкавказья. - М., "Наука", 1965 г.86с.

5.Шаулов М.А. Условия образования диапировых складок и грязевых вулканов Западной Кубани и Таманского полуострова в связи с формированием залежей нефти и газа. Дис. канд.геол.мн.наук,Краснодар 1969 г.

Фондовая литература

6.Савченко А.П.,Островская Н.В./Проект доразработки Анастасиевско-Троицкого месторождения // Фонды НК "Роснефть НТЦ", Краснодар 2008 г.,267с.

7.Шаулов М.А. /Пересчет запасов нефти и газа IV горизонта Анастасиевско-Троицкогоместорождения//Фонды "КраснодарНИПИнефть", Краснодар 1967 г.,120 с.

8.Шаулов М.А./Пересчет запасов нефти и газа IV горизонта Анастасиевско-Троицкого месторождения // Фонды "КраснодарНИПИнефть", Краснодар 1989г.,123 с.

Размещено на Allbest.ru