СЛОВО ГЛАВНОГО РЕДАКТОРА
Авторы подчеркивают необходимость при оценке запасов и ресурсов нефти и газа учитывать объективно присущие нефтегазовой промышленности неопределенность, условность и шансы. Отмечается, что действующая в России система подсчета и государственного учета запасов как минимум не учитывает их в полной мере, равно как не удовлетворяет запросам бизнеса и финансовых структур, поскольку заложенные в ней принципы не соответствуют общепринятым мировым стандартам.
Авторы приходят к выводу, что единственным разумным выбором для начинающего формироваться в России института независимой оценки (аудита) запасов углеводородов является применение широко используемой в мире классификации SPE-PRMS.
ГЕОЛОГИЯ, ПОИСК И РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕФТИ И ГАЗА
В статье впервые представлены карты коэффициента песчанистости, коэффициента расчлененности и мощностей пашийского горизонта терригенной толщи девона Южно-Татарского свода, построенные на основе анализа данных геофизических исследований по 25000 скважинам. Карты созданы с помощью метода пространственной интерполяции «Natural Neighbor» и программного продукта ArcGIS Pro.
Модель осадконакопления пашийского горизонта является интерпретаций построенных карт, а также обобщением результатов проведенных детальных исследований керна (литологических, седиментологических, ихнотекстурных, петрофизических и др.), анализа фондовых и опубликованных материалов.
Основные положения предлагаемой модели следующие. Формирование осадков пашийского горизонта происходило в морском бассейне, в условиях, сравнимых со средним шельфом современных морей – в зоне открытого моря с преобладанием деятельности течений. Дно бассейна представляло собой относительно ровное плато, на котором происходило одновременное накопление песчаного, алевритового и глинистого материала. Накопление осадков всех типов происходило во время трансгрессии морского бассейна. Регрессия моря приводила к эрозии и разрушению уже сформированных осадков.
Положительные формы рельефа морского дна, сложенные преимущественно песчаным хорошо отсортированным материалом, рассматриваются как автохтонные подводные песчаные валы, сформированные постоянными течениями, параллельными батиметрическому контуру дна. Валы образовывали обширные системы почти по всей территории современного Южно-Татарского свода. Одновременно с подводными песчаными валами, в подводных ложбинах, образованных поперечными течениями (со стороны берега в сторону моря), формировались аллохтонные плохо отсортированные осадки, отличающиеся меньшей зрелостью.
Предлагаемая модель объясняет выдержанность мощности отложений пашийского горизонта, мозаичное распределение песчанистости по площади, линзовидную форму песчаных и алевритовых тел, являющихся породами-коллекторами. Модель может быть экстраполирована на другие стратиграфические интервалы терригенной толщи девона со сходными седиментологическими признаками
Отложения доманикового типа широко распространены на территории Татарстана и за его пределами. Они образованы нефтегазоматеринскими породами (черными сланцами), частично отдавшими углеводородную составляющую. Однако в силу высокого содержания в них углеводородов они рассматриваются в качестве потенциальных нетрадиционных пород-коллекторов, которые могут быть промышленно значимы. Основываясь на российском и зарубежном опыте разработки подобных образований, во многом перспективы их освоения связывают с поиском среди них пластов с повышенными коллекторскими свойствами и миграционно способной нефтью.
В работе проведен анализ стратиграфической распространенности отложений доманикового типа в КамскоКинельской системе прогибов и за ее пределами. Показано, что такие отложения в прогибах могут достигать мощности в 300 м и охватывать стратиграфический диапазон от семилукского горизонта франского яруса до турнейского яруса. Тогда как вне прогибов стратиграфический интервал их распространенности сужается до семилукского горизонта, что обусловлено высокой расчлененностью дна бассейна осадконакопления в позднефранско-турнейском веках вследствие развития на востоке Русской плиты Камско-Кинельской системы прогибов.
Результаты собственных исследований показывают, что среди отложений доманикового типа наиболее распространены карбонатные и карбонатно-кремнистые, обогащенные органическим веществом, породы. Среди них постоянно встречаются карбонатные брекчии и меньше вторичные доломиты. В двух последних типах пород обнаруживаются повышенные значения пористости, проницаемости и более легкий состав вмещаемых углеводородов. На основании авторских исследований и проведенного литературного обзора доказывается, что максимальное развитие карбонатных брекчий и вторичных доломитов следует ожидать в бортах (на склонах) Камско-Кинельской системы прогибов. Предполагается, что их следует рассматривать в качестве наиболее перспективных объектов для поиска промышленно значимой нефтеносности в отложениях доманикового типа.
РАЗРАБОТКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
На поздней стадии разработки месторождений остаточные запасы нефти претерпевают существенное изменение от подвижных до малоподвижных и неподвижных. Эти запасы в основном находятся в техногенно измененных, промытых в процессе эксплуатации, пластах и участках залежей.
Поиск, локализация и разработка таких источников углеводородов является эффективным методом увеличения конечного коэффициента извлечения нефти на зрелых месторождениях, ввиду наличия готовой развитой инфраструктуры добычи, транспортировки и переработки, а также концентрации высококвалифицированных кадров.
В статье рассмотрен подход, позволяющий на основе нейросетевых алгоритмов оценить объемы и локализовать остаточные запасы нефти на многопластовых месторождениях в комплексе с анализом геохимических исследований пластовых флюидов. Использование алгоритмов машинного обучения позволяет адресно подходить к разработке остаточных запасов путем автоматизированного подбора геолого-технических мероприятий. Такой подход значительно сокращает ручной труд специалистов на обработку данных и время принятия решений.
Для отложений верейского горизонта московского яруса юго-востока Татарстана в последние годы активно применяется метод кислотного гидроразрыва пласта. Разработка дизайна и, собственно, применение гидроразрыва пласта, включая прогноз распространения формирующихся трещин, требуют полноценных исследований геомеханических характеристик пород. На примере исследования полифациальных отложений верейского горизонта Ивинского месторождения рассмотрены основные геомеханические характеристики для пород-коллекторов и плотных пород, участвующих в строении разрезов. Выявлено, что наименьшими прочностными свойствами и большей подверженностью к трещинообразованию обладают карбонатные породы-коллекторы средней и верхней частей верейского горизонта (пласты-коллекторы С2 vr3 и С2 vr5). Несколько более прочными оказались песчаные породы верхней части горизонта, мергели и аргиллиты средней и верхней части горизонта, а также известнякимадстоуны и плотные известняки-пакстоуны, характерные для нижней части верейского горизонта. Приведенные в статье данные могут быть справедливы для большей части разрезов верейского горизонта юго-востока Татарстана и использованы для подбора оптимальных решений при применении технологии гидроразрыва пласта.
Важным инструментом в определении остаточной нефтенасыщенности на сегодняшний день является проведение односкважинного трассерного теста, как преимущественного метода оценки потенциала применения методов увеличения нефтеотдачи и разработки пилотных проектов. Успешность выполненного теста напрямую зависит от оптимального выбора трассерной композиции, что способствует качественному определению параметров, необходимых в расчете остаточной нефтенасыщенности пласта. Для оценки граничных условий применимости трассера в полевых условиях рассмотрены кинетические и термодинамические свойства трассеров при различных пластовых условиях месторождения. По результатам данной работы представлен алгоритм оценки применимости трассера для резервуаров в широком интервале минерализаций и температур.
Данная статья содержит обзор одного из актуальных в настоящее время методов повышения нефтеотдачи пластов – низкоминерализованного (НМ) заводнения – с целью оценки его применимости на терригенных отложениях Республики Татарстан.
Обзор начинается с рассмотрения ключевых процессов, лежащих в основе данного метода, таких как набухание и миграция глинистых частиц и изменение смачиваемости, а также механизмов, объясняющих эти процессы, в число которых входят катионный обмен, многокомпонентный ионный обмен, расширение двойного электрического слоя и т.д. Их понимание, в свою очередь, способствует выявлению главных факторов, наличие или отсутствие которых на месторождении позволяет дать предварительную оценку успешности применения НМ заводнения. Главными факторами являются: наличие глинистых частиц, значительное содержание ионов Ca2+ и Mg2+, а также многовалентных ионов в пластовой воде, невысокая проницаемость пласта, пониженная вязкость нефти, повышенное содержание кислотных и особенно основных компонентов в нефти и, как следствие, гидрофобный тип начальной смачиваемости пород.
Приводятся примеры использования метода на других месторождениях и кратко освещаются результаты лабораторных исследований, включающих измерение краевого угла смачивания, фильтрационные эксперименты.
Проводится предварительный скрининг на примере терригенных коллекторов тульского, бобриковского и девонского возрастов на основе геолого-промысловых данных нескольких месторождений Республики Татарстан, выделяются месторождения-кандидаты, и дается предварительное заключение об использовании НМ воды в данном регионе. К положительным факторам для рассматриваемых отложений, выявленных на этапе предварительного скрининга, относятся низкая температура пласта, высокая минерализация пластовой воды со значительным содержанием двухвалентных катионов и потенциалом к смещению уровня рН с текущего слабокислого уровня в сторону повышенной щелочности, повышенное содержание полярных компонентов нефти. Дополнительно, для отложений тульского, бобриковского горизонтов характерно наличие глинистых частиц, а для девонских отложений – пониженная вязкость нефти в совокупности с повышенным щелочным числом.
В настоящее время месторождения на территории Республики Татарстан разрабатываются с применением систем поддержания пластового давления, предполагающих закачку в пласт больших объёмов воды. Эффективность реализации заводнения напрямую зависит от качества нагнетаемого агента, и, несмотря на применение различных технологий подготовки и очистки закачиваемых вод, со временем неизбежно происходит ухудшение фильтрационно-емкостных свойств пород. В данной работе рассмотрены основные источники кольматации призабойной зоны нагнетательных скважин: механические примеси, нефтепродукты и образование солей, а также приведены результаты исследования компонентного состава отложений с кустовых насосных станций. С использованием методики Оддо-Томсона выявлено, что закачиваемая вода склонна к отложению кальцита и/или арагонита, а также барита в забойных условиях. Проведены физико-химические и фильтрационные исследования ряда реагентов для удаления кольматантов: кислотных составов, углеводородных растворителей и комплексообразователей, определены их оптимальные рецептуры. Обоснована технология обработки, включающая последовательную закачку составов на основе соляной и грязевой кислот. Разработан алгоритм расчёта оптимального объёма реагента на основе данных исследования минералогического состава механических примесей и ионного состава нагнетаемых вод. Для условий нагнетательных скважин кыновско-пашийского объекта Ромашкинского месторождения с учётом состава кольматанта определено четыре типа технологии обработки призабойной зоны, и разработаны дизайны кислотного воздействия.
ГЕОХИМИЧЕСКИЕ И ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
В данной работе предлагается новый подход к петротипизации терригенных коллекторов, включающих низкоомные и слабопроницаемые породы, на примере отложений васюганской свиты верхнеюрского возраста ряда месторождений Западной Сибири. Разработанный подход основан на комплексной интерпретации результатов стандартных лабораторных исследований и микроструктурных характеристик, полученных методами компьютерной томографии (КТ) и ядерно-магнитного резонанса (ЯМР). Данный комплекс специальных лабораторных исследований для изучаемых отложений был проведен впервые.
Разрез васюганской свиты представлен в основании алевролитами, которые постепенно сменяются песчаниками по направлению к кровле пласта. Алевролиты являются низкоомными и слабопроницаемыми породами. Изначально предполагалось, что только песчаники являются нефтесодержащими породами, а алевролиты – водонасыщенными. При этом для подсчёта запасов ко всему пласту применялось единое уравнение Арчи.
Однако, несмотря на относительно низкую проницаемость и ожидаемую высокую водонасыщенность нижней части пласта, в ходе проведения испытаний скважин из него был получен значительный приток нефти. Для корректного выделения пропущенных продуктивных интервалов целевого пласта необходимо было разработать новый подход к его петротипизации, учитывающий полиминеральный состав, разнообразие микроструктуры, широкий диапазон значений пористости, проницаемости и остаточной водонасыщенности.
Предложенная программа лабораторных экспериментов включает в себя измерения коэффициентов пористости и проницаемости, капилляриметрических и электрических свойств, а также исследования методами ЯМР и КТ. Весь комплекс лабораторных экспериментов проводился на одних и тех же образцах керна, что позволило установить достоверную корреляцию между измеряемыми параметрами.
Интерпретация индикатора зоны фильтрации, рассчитанного как функция пористости и остаточной водонасыщенности, совместно с результатами петрофизических и микроструктурных исследований позволила провести надежную петротипизацию, которая послужит петрофизической основой для выделения пропущенных раннее продуктивных интервалов в низкоомных частях пласта.
Разработанные программа лабораторных исследований и алгоритм проведения петротипизации изученных отложений могут быть рекомендованы к применению также на других месторождениях.
Предлагаемая методика прогноза пространственного распространения зон выщелачивания в карбонатных коллекторах включает комплексную интерпретацию данных электрических микроимиджеров (Formation MicroImager – FMI), а также других геофизических исследований скважин (ГИС) совместно с анализом литофациальных обстановок и выделяемых циклов осадконакопления.
На основании сопоставления данных FMI с результатами литологических и петрофизических исследований керна разработан атлас имиджей диагенетической пористости карбонатных отложений месторождения Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции. При выделении типов пор использовалась международная классификация пористости карбонатных пород P.W. Choquette и L.C. Pray. С использованием разработанного атласа по данным FMI выделены и классифицированы зоны карстификации в опорных скважинах. В скважинах, где проводились только стандартные ГИС, зоны карстификации выделялись методом машинного обучения с использованием дерева решений.
Седиментологический и секвенс-стратиграфический анализы позволили выделить циклы осадконакопления и провести корреляцию основных литофаций в пределах изучаемого объекта. Установлено, что микробиальные и отмельные фации формируют наиболее продуктивную часть резервуара. Эти фации с изначально высокой первичной пористостью были подвержены наиболее интенсивной карстификации вдоль секвенс-стратиграфических границ в результате выхода пород на поверхность.
Установленные взаимосвязи между зонами выщелачивания, литофациями и секвенс-стратиграфическими границами позволили провести межскважинную корреляцию карстифицированных интервалов. Полученная корреляция будет в дальнейшем использована для построения концептуальных карт распространения зон выщелачивания, которые послужат основой для геологического моделирования.
В настоящей работе представлены результаты геолого-промыслового анализа разработки и выработки запасов опытного участка с использованием результатов динамического маркерного мониторинга горизонтальных стволов добывающих скважин с применением высокоточных индикаторов.
В рамках исследований выполнена актуализация геологического строения участка пласта. Исследование включало проведение литолого-фациального анализа и геолого-гидродинамического моделирования пласта. Проанализировано энергетическое состояние пласта, и дана оценка эффективности системы заводнения с применением динамического анализа данных и корреляционного анализа. Выполнен анализ причин изменения динамики профилей притока во времени. На примере опытного участка реализован алгоритм принятия решений по регулированию процесса выработки запасов углеводородов, основанный на анализе актуальной геологотехнической информации, полученной в течение длительного динамического маркерного мониторинга работы горизонтальных скважин. Разработан комплекс рекомендаций, позволяющий достичь стабильной динамики показателей разработки, увеличить коэффициенты охвата вытеснением по площади и разрезу пласта, вовлечь в разработку ранее не дренируемые области запасов нефти. Представлены результаты анализа эффективности внедренных геолого-технологических мероприятий.
Работа посвящена разработке автоматического алгоритма построения скоростной модели по данным полевого сейсмического профиля. Первоначально определяется полная энергия принятого сигнала и положения первых приходов отраженных волн. Трассы сортируются по общей глубинной точке, и выявляются спектры возможных скоростей в каждой точке трассы и каждой сборке общей глубинной точки (ОГТ) (в отличие от существующего способа определения скоростной модели, когда берется порядка 10 точек в нескольких точках трассы и, примерно, на одной из 10 сборок ОГТ). Процедура полностью автоматизирована, и в исследованном профиле, вместо 150 точек ручной обработки, получаются 4 млн точек. Значения выбранных эффективных скоростей соответствуют не только существующим критериям их определения (по совокупности трасс, отсортированных по ОГТ), но и требованию гладкости по первой производной. Это позволяет находить и достоверный профиль интервальной скорости в каждой точке трассы и каждой сборке общей глубинной точки. Точность определения скоростей в интервале 10–50 м/с. После пересчета временного профиля в глубинный, становится возможным получение высокоразрешенной и детализованной модели скоростного строения геологического профиля при проведении миграционных преобразований. Предусмотрен итерационный процесс уточнения полученных расчетов геологами и геофизиками с целью нахождения согласованных и непротиворечивых результатов.
ПЕРСОНАЛИИ
Посвящается 100-летию со дня рождения Ксении Ивановны Багринцевой – выдающегося учёного, заботливого руководителя и замечательного человека. Ксенией Ивановной Багринцевой были предложены принципиально новые методы оценки трещиноватости и кавернозности карбонатных пород-коллекторов методом капиллярной дефектоскопии.
ГЕОРЕСУРСЫ И ФИЛАТЕЛИЯ
ISSN 1608-5078 (Online)