Условия формирования и сохранения коллекторских свойств пород и залежей углеводородов нижне-среднеюрских отложений Фроловской мегавпадины

Актуальность исследования
Фроловская нефтегазоносная область является одним из старейших нефтегазовых районов Западной Сибири, и вклад в восполнение ресурсной базы региона могут обеспечить горизонты средней и нижней юры и доюрского комплекса, сложные по геологическому строению, но обладающие значительными ресурсами нефти и газа. Несмотря на высокую геологическую изученность региона, вопросы нефтегазоносности нижнего структурного этажа освещены недостаточно детально.
Исследование, нацеленное на уточнение региональной геологической модели северо-запада Фроловской мегавпадины, формирование коллекторов и залежей углеводородов в нижне-среднеюрских отложениях с применением технологии бассейнового моделирования является актуальным и практически значимым для разработки программы их освоения и повышения эффективности геологоразведочных работ.
Цель исследования
Разработка поэтапной программы освоения глубокозалегающего комплекса нижне-среднеюрских отложений Фроловского НГБ на основе изучения формирования коллекторов, эволюции бассейна седиментации и углеводородных систем, выделения очагов генерации, направлений миграции, зон аккумуляции и формирования залежей углеводородов.
Основные задачи исследований
Восстановление тектонической истории и закономерности заполнения осадочного бассейна, анализ палеоструктурного и палеогеографического факторов, определяющих литолого-фациальный состав целевого интервала разреза, оценка углеводородных систем: зон развития коллекторов, покрышек и нефтематеринских толщ, и их эволюции.
Оценка состава и содержания органического вещества в нефтегазоматеринских толщах и степени его зрелости.
Прогноз элементов УВ-систем, прогноз пористости коллекторов в коре выветривания и в нижне- и среднеюрских отложениях с позиции миграции и аккумуляции УВ. Анализ геолого-промысловых данных.
Уточнение аномалий теплового поля с целью локализации площадей генерации УВ.
Создание бассейновой модели и расчет процессов генерации, миграции, аккумуляции и консервации залежей углеводородов, локализация зон, перспективных на накопление залежей нефти и газа и разработка программы геологоразведочных работ с целью их освоения.
Методика исследований
Исследования выполнены на основе идеологии бассейнового моделирования и органогенно-миграционной теории образования залежей нефти и газа. В бассейновой модели синтезированы результаты исследований тектоники, седиментации, процессов прогрева недр и катагенеза органического вещества, смоделированы процессы генерации, латеральной и вертикальной миграции, аккумуляции и сохранности залежей углеводородов, локализованы зоны, перспективные на аккумуляцию углеводородов.
Научная новизна
1. На петрофизических данных изучена закономерность снижения критической пористости коллекторов нижнеюрского возраста, при неизменной проницаемости в сравнении с более молодыми средне- и верхнеюрскими. Снижение пористости коллекторов подчинено закону гравитационного уплотнения, а более высокая проницаемость нижнеюрских коллекторов объясняется генезисом, глубиной гипергенных преобразований и разной скоростью уплотнения крупных и мелких пор.
2. На территории исследования выявлены аномалии современных пластовых температур и их градиентов. На Красноленинском своде и на Тетеревском валу выявлена связь аномалий градиентов температур с морфологией, возрастом и литологией блоков доюрского комплекса. Бассейновое моделирование доказало, что очагами генерации углеводородов могут быть не только высокотемпературные глубокие прогибы и впадины, как считалось прежде, но и антиклинали над выступами фундамента с высокими величинами теплового потока.
3. Впервые для региона оценен генерационный потенциал нефтегазоматеринских толщ (НГМТ) разного возраста. Оценен вклад тогурской, радомской, тюменской, абалакской и баженовской НГМТ в генерацию углеводородов и их аккумуляцию в резервуарах средней и нижней юры и доюрского комплекса (ДЮК). Оценена надежность консервации залежей УВ с учетом перестройки структурных планов в циклы тектонической активизации региона.
4. Установлено, что ловушки в отложениях нижнеюрского возраста не совпадают в плане с объектами выше и ниже по разрезу: первые расположены в прогибах доюрского основания и на склонах поднятий, а вторые приурочены к их сводам. При формировании залежей нефти в нижнеюрских ловушках преобладала латеральная миграция углеводородов, в среднеюрских – вертикальная.
5. Впервые для Фроловского бассейна выполнен прогноз емкости коллекторов в коре выветривания доюрского основания и выделены блоки, перспективные на развитие коллекторов. Установлена связь пористости кор выветривания с возрастом, литологическим составом и современной глубиной погружения блоков фундамента.
Защищаемые положения
1. Очагами генерации углеводородов могут быть не только глубокие прогибы и впадины, но и поднятия над выступами фундамента с высоким тепловым потоком. Выявленные аномалии современных пластовых температур и их градиентов на Красноленинском своде и на Тетеревском валу сопряжены с морфологией, возрастом и литологией блоков складчатого фундамента.
2. В коллекторах нижне-среднеюрского возраста в основании осадочного чехла существуют устойчивые к уплотнению дренажные системы и каналы миграции углеводородов. Пористость коллекторов снижается по закону уплотнения, в зависимости от возраста и глубины залегания, а неизменность проницаемости в глубокозалегающих коллекторах доказывает существование каналов миграции углеводородов.
3. В формировании залежей нефти в нижнеюрских ловушках преобладает латеральная миграция углеводородов, в среднеюрских ловушках - вертикальная миграция, в толще тюменских отложений - горизонтальная вдоль регионального экрана. Ловушки в доюрском комплексе могут заполняться углеводородами из прилегающих к ним нижне- среднеюрских НГМТ посредством латеральной миграции, а на выступах фундамента – из перекрывающих их верхнеюрских НГМТ при вертикальной нисходящей миграции.
4. Поэтапная программа освоения глубокозалегающего комплекса нижне-среднеюрских отложений Фроловского НГБ.
Практическая значимость исследования
Исследования позволили выделить зоны, перспективные на поиски нефти и газа, оценить ресурсный потенциал УВ в отложениях средней и нижней юры и в корах выветривания доюрского комплекса.
Результаты исследований доложены в ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» в г. Когалыме и в ООО «РИТЭК» в г. Москва, и использованы в планировании геологоразведочных работ и при оценке эффективности приобретения новых участков недр. Результаты оформлены в виде карт, разрезов, схем, региональных бассейновых моделей, составленных лично автором или при его участии.