Особенности и методы изучения геологического строения верхнедевонско-каменноугольных отложений северо-востока Республики Татарстан и поиск органогенных построек в осевой зоне Камско-Кинельской системы прогибов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.12, кандидат геолого-минералогических наук Волков, Дмитрий Сергеевич

• Волков, Дмитрий Сергеевич
• кандидат геолого-минералогических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Волков, Дмитрий Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. КРАТКИЙ ОЧЕРК ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ СЕВЕРО-ВОСТОКА РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН.

1.1. Стратиграфия.

1.2. Тектоника.

1.3. История геолого-тектонического развития.

1.4. Нефтеносность.

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ, ГЕОХИМИЧЕСКИХ И ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ИЗУЧЕНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ И ПРОГНОЗА НЕФТЕНОСНОСТИ И ВЫБОР ИХ РАЦИОНАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ВОСТОКА РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН.

2.1. Краткий обзор геолого-геохимических и геофизических методов, применяемых в настоящее время на северо-востоке-Республики Татарстан.

2.2. Особенности и результативность применения методов изучения геологического строения и прогноза нефтеносности на изучаемой территории.

ГЛАВА 3. ПЕРСПЕКТИВЫ НЕФТЕНОСНОСТИ ОРГАНОГЕННЫХ ПОСТРОЕК НА СЕВЕРО-ВОСТОКЕ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН И ОСОБЕННОСТИ ИХ СТРОЕНИЯ И РАЗВИТИЯ В ОСЕВОЙ ЗОНЕ ККСП.

3.1. Типы рифогенного структурообразования и связанных с ним ловушек.

3.2. Особенности геологического развития осевой зоны Актаныш-Чишминского прогиба ККСП в фаменском и турнейском веках и предпосылки формирования в ее пределах одиночных высокоамплитудных органогенных карбонатных построек на примере Мензелинского рифа.

ГЛАВА 4. СТРУКТУРА ПУСТОТНОГО ПРОСТРАНСТВА МЕНЗЕЛИНСКОГО РИФА И ЕЕ ПРОИСХОЖДЕНИЕ.

4.1. Кавернозная пустотность.

4.2. Трещинная пустотность.

ГЛАВА 5. ТРЕХМЕРНОЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕНЗЕЛИНСКОГО

РИФА.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Особенности и методы изучения геологического строения верхнедевонско-каменноугольных отложений северо-востока Республики Татарстан и поиск органогенных построек в осевой зоне Камско-Кинельской системы прогибов»

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 Татарстан; геологическое 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 РТ; изучение 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 карбона; определение внутреннего строения и распределения пустотности в пределах Мензелинского рифа на основе изучения кернового материала и данных геофизических исследований скважин; построение 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 диссертации по теме «Геология, поиски и разведка горючих ископаемых», Волков, Дмитрий Сергеевич

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).

Список литературы диссертационного исследования кандидат геолого-минералогических наук Волков, Дмитрий Сергеевич, 2008 год

1. Опубликованная:

2. Ананьев В.В. Научно-методические аспекты оценки продуктивности локальных структур с целью повышения успешности нефтепоисковых работ в Татарстане. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук.

3. Андрусов Н.И. Ископаемые мшанковые рифы Керченского и Таманского полуостровов. Избранные труды, т. 1 // М.: Изд-во АН СССР, с. 395-540.

4. Антропов И.А. О рифовых фациях девона центральной части Волго-Камского края //Изв. Казанского филиала АН СССР, сер. геол. 1959, № 7, с. 35-46.

5. Антропов И.А. О рифовых образованиях девона и нижнего карбона центральной части востока Русской платформы. В изд.: Ископаемые рифы и методика их изучения// Свердловск, 1968, с. 123-131.

6. Аронова С.М., Гассанова И.Г., Лоцман O.A., Соколова Л.И. Палеогеография девона центральных и восточных районов Русской платформы: Литология и палеогеография палеозойских отложений Русской платформы // М.: Наука, 1972, с. 77-88.

7. Бабб Дэю.Н., Хетлелид В.Г. Выделение карбонатных построек по сейсмическим данным // Сейсмическая стратиграфия. 4.1. М.: Мир, 1982, с.326-357.

8. Багринцева К.И. Карбонатные породы — коллекторы нефти и газа // М.: Недра, 1977, 231 с.

9. Бакун Н.Н.Вороишлова М.С., Давыдова Е.А. Выделение малоамплитудных тектонических нарушений по спектрально-временным параметрам11.