Российские Нефтегазовые Технологии
Баженовская свита. Общий обзор, нерешенные проблемы
Wednesday, May 25th, 2011
В настоящее время баженовская свита рассматривается как один из стратегически важных объектов для восполнения ресурсной базы нефтяной отрасли России. ОАО «НК «Роснефть» ведет промышленную эксплуатацию этих отложений на Салымском месторождении (ООО «РН-Юганскнефтегаз») и планирует ее расширение.
В 2010 г. в компании принята и реализуется Целевая Инновационная Программа (ЦИП) «Разработка технологий освоения карбонатно-глинисто-кремнистых толщ баженовской свиты». В рамках этой программы мы начинаем публикацию цикла статей, посвященных баженовской свите. В первой части цикла основное внимание будет уделено вопросам геологического изучения отложений, во второй – планируется рассмотрение проблем, связанных с технологиями освоения и разработки.
Баженовская свита (БС) является одним из наиболее изучаемых, но при этом наименее предсказуемых объектов нефтегазовой геологии в России. Достаточно сказать, что с начала изучения баженовской свиты прошло уже более 50 лет, более 10 % всех защищенных диссертаций по нефтяной геологии посвящено этим отложениям. Исследования проводятся постоянно, появляются новые публикации, однако это не делает баженовскую свиту более предсказуемой.
В настоящее время известно более 70 месторождений с промышленными запасами нефти в БС, однако бурение скважин с целью получения гарантированного притока нефти даже в оконтуренных залежах по-прежнему проводится методом «дикой кошки». Месторождения нефти в БС открываются случайно, унифицированной методики подсчета запасов по пласту Ю0 нет. Поэтому вполне объяснимо, что и оценки запасов порой различаются более чем на порядок (от 600 млн. до 30 млрд. т).
Опыт эксплуатации Салымского месторождения свидетельствует об отсутствии надежных технологий рентабельной разработки БС.
Геология баженовской свиты
Баженовская свита входит в состав одноименного горизонта. Отличительной чертой этого горизонта считается битуминозность пород. На большей части Западной Сибири баженовский горизонт, включая баженовскую и частично тутлеимскую, марьяновскую, даниловскую, яновстанскую и другие свиты, представлен битуминозными аргиллитами [1].
Латеральными аналогами БС по окраинам бассейна являются небитуминозные и слабобитуминозные породы соответствующих частей даниловской (на северо-западе), яновстанской (на северовостоке), марьяновской (на востоке и юге) и других свит.
Породы собственно БС подстилаются прибрежно-морскими и морскими отложениями абалакской или георгиевской свит, отражающих процессы постепенного затопления территории Западной Сибири в поздней юре. Перекрываются песчаноглинистыми клиноформными отложениями нижнего мела. Накопление пород в составе баженовского горизонта отвечало условиям максимальной позднеюрско-раннемеловой трансгрессии морского бассейна, площадь зеркала воды которого достигала 2 млн. км2.
Возраст битуминозных пород различен. Западнее центрального поля развития отложений БС происходит последовательное омоложение битуминозных пород от титона до готерива. Эта информация дает представления о динамике развития баженовского бассейна, что необходимо учитывать при корреляции разрезов битуминозных пород и фациальных построениях.
БС хорошо прослеживается по латерали и распространена на территории площадью более 1 млн. км2 при толщине от 10 до 60 м (в среднем 30 м). В некоторых случаях, в так называемых «аномальных разрезах» БС, толщина достигает 100 м и более. Глубины залегания отложений возрастают в направлении от южных частей Западно-Сибирской плиты к северным. Минимальные отметки кровли составляют 600 м, максимальные – 3800 м.
Для битуминозных и обогащенных органическим веществом пород часто используется термин «черные сланцы» (black shales). Применительно к БС устоявшимся термином остается «битуминозный аргиллит». Термин этот изначально использовался для того, чтобы подчеркнуть существенное отличие пород БС от вмещающих [2].
Состав пород БС определяется соотношением биогенной и терригенной составляющих (рис. 1). К биогенной составляющей относятся кремнезем, слагавший скелеты и раковины организмов, кероген, который в некоторых случаях может занимать большую часть объема породы, иногда также породообразующее значение приобретает карбонатный материал.
Карбонатные породы в составе БС могут быть нескольких типов. К первичным биогенным относятся карбонаты, слагающие остатки пелеципод, фораминифер, гастропод, теутид, кокколитофорид и пеллетовых образований [3]. Это могут быть органогенные постройки позднеюрского и раннемелового возраста, которые формировались в наиболее мелководных частях существующего в то время морского бассейна. Карбонатные породы могут являться вторичными по отношению к первичным биогенно-кремнистым. Биоморфная структура пород при карбонатизации сохраняется, но кремнистый состав меняется на карбонатный.
Вторичные карбонаты являются продуктами хемогенного замещения.
Обломочный материал представлен в основном глинистыми минералами, которые сносились в бассейн с прилегающей суши: Уральской равнины на западе, Средне-Сибирской равнины на востоке, Казахской возвышенности на юге и Алтае-Саянской возвышенности на юго-западном окончании плиты(рис. 2). Удаленность источников сноса от центральных частей палеобассейна определила поступление терригенного материала в центральную часть бассейна преимущественно в составе глинистой фракции.
Пирит также является постоянным компонентом пород. При этом установлена пиритизация нескольких стадий. Пирит более ранней генерации присутствует в тонкодисперсной форме и образует прочно связанные с керогеном органоминеральные комплексы.
Пирит более поздней генерации развит неравномерно и образует прослои и линзы толщиной в несколько сантиметров.
В общем случае органическое вещество БС, количество которого в отдельных прослоях достигает 60 % и более по объему, имеет первичную природу и связано с жизнедеятельностью фитопланктона, водорослевых организмов и наземной растительности. При этом преимущественно морское сапропелевое вещество (в первую очередь, бесскелетные организмы – бактериальные и водорослевые) характерно для центральных областей бассейна, тогда как при приближении к окраинным частям в составе органического вещества фиксируется увеличение доли наземной гумусовой органики. Эти выводы подтверждаются как углепетрографическими, так и геохимическими методами.
Остатки витринита характерны для окраинных районов распространения отложений БС. Характерной особенностью является увеличение содержания в породах органического вещества от подошвы свиты к кровле.
Наряду с высокими содержаниями органического вещества в породах установлены повышенные концентрации многих элементов: Mo, U, V, Cu, Zn, Ni, As, Sb, Se, Ag, Au, Ba, Br. Распределение их по разрезу коррелирует с распределением органического вещества в породах. Повышенные содержания микроэлементов чаще всего объясняют концентрационной функцией планктонных организмов, заселявших водную толщу [4].
При описании пород БС на многих площадях авторами обнаружены остатки двустворчатых бентосных организмов (рис. 3) .
Считается, что условия осадконакопления в баженовском бассейне характеризовались сероводородным заражением придонных вод. Однако первые находки следов илоедов в высокоуглеродистых (Сорг = 10,5 %) баженовских породах на юговостоке плиты в районе Томской области свидетельствуют о том, что «приходится допускать наличие участков со слaбым кислородным насыщением ниже поверхности осадок – вода в глубоководных впадинах на дне баженовского моря» [5]. Находки следов зарывающихся организмов, остатки бентосной фауны, различные геохимические показатели указывают на, по крайне мере, периодическое отсутствие условий сероводородного заражения в придонных слоях баженовского моря.
По мнению авторов, баженовское море было относительно мелководным. Об этом свидетельствуют разности глубин залегания ундоформенной и фондоформенной частей ачимовских клиноциклитов, заполнивших бассейн позднее, которые составляют 200-300 м.
Нефтеносность
История совместной разработки баженовско-абалакского комплекса залежей БС в центральной части Западной Сибири показывает, что она отличается от разработки традиционных коллекторов.
Прежде всего необходимо отметить следующие особенности.
» Неравномерное по площади распределение скважин с высоким начальным дебитом. Причем разница в дебитах может составлять два порядка: от первых тонн в сутки до нескольких сотен.
» Скважины с притоками нефти характеризуются (но не всегда) повышенными температурами и аномально высоким пластовым давлением (АВПД), которое может превышать гидростатическое в 1,8 раза. Это свидетельствует, во-первых, о наличии значимых запасов нефти, приведших к автофлюидоразрыву пласта и повышению давления, во-вторых, о потенциально больших коэффициентах извлечения нефти (КИН) на упругом режиме разработки.
» Существенное увеличение дебитов скважин после проведения гидроразрыва пласта (ГРП).
» Достаточно резкий спад производительности скважины: в течение года дебит может снизиться на порядок. При этом притоки из основного продуктивного пласта КС1 (карбонатный слой) баженовско-абалакского комплекса на Салымском месторождении могут поддерживаться на протяжении нескольких десятков лет на уровне 10 т/сут.
Согласно анализу данных гидродинамических исследований скважин на Салымском месторождении, проведенных С.Г. Вольпиным и Л.В. Закриничным (ОАО «ВНИИнефть»), БС следует рассматривать как толщу, состоящую из интервалов коллекторов, отдающих нефть из пласта в скважину, и матрицы, отдающей нефть в интервалы-коллекторы.
Эти выводы прозвучали в докладе «Определение типа коллектора в отложениях баженовской свиты по данным ГДИ (Салымское месторождение)» на рабочем семинаре «Нефтегазоносность отложений баженовской свиты: проблемы и решения» (КНТЦ ОАО «НК «Роснефть», Москва, 18 декабря 2008 г.). По оценкам С.Г. Вольпина, нефтеотдающие интервалы обеспечивают 30 %, матрица – 70 % добычи нефти.
Основной задачей при изучении нефтеносности является получение информации о нефтеотдающих интервалах БС. Практически не имея возможности изучить их на керне, геологи разработали около десятка моделей, объясняющих тип коллектора и процессы его образования. К сожалению, пока ни одна из них надежно не подтвердилась.
В то же время анализ механизмов образования емкости пород БС невозможен без создания корректной геологической модели отложений, учитывающей множество факторов. Среди них главные – процессы преобразования минеральной и органической пород при накоплении осадка, диа- и катагенезе. Осложняющим фактором являются образование трещин и кольматация при техногенном воздействии на породу при бурении и подъеме колонки керна на поверхность.
Задача определения и корреляции типов пород осложняется также тем, что разрезы БС, охарактеризованные керном, значительно различаются даже в соседних скважинах. Вмещающие промышленные скопления нефти отложения, имеющие «нетрадиционный» состав пород-коллекторов, требуют специально разработанных методик их изучения. Такой комплексной методики в настоящее время нет.
Нефтеотдающие интервалы в БС имеют ограниченное распространение по площади, распределены в разрезе неравномерно, их толщина составляет от первых десятков сантиметров до первых метров. Проблема исследования нефтеотдающих интервалов заключается в том, что трещиноватые, листоватые породы при бурении практически невозможно извлечь на поверхность в виде целых образцов керна: они обычно крошатся и выносятся в виде шлама или небольших обломков пород. По этой причине изучение нефтеотдающих интервалов на керне практически невозможно, а оценить их фильтрационно-емкостные свойства (ФЕС) можно только по данным промыслово-геофизических исследований (ПГИ) скважин.
Причем оценка проницаемости может быть проведена только по данным гидродинамических исследований (ГДИ).
Проблема разработки залежей нефти в БС заключается в низком КИН. В настоящее время коэффициент извлечения нефти из пласта Ю0 баженовской свиты Салымского месторождения из запасов, подсчитанных на основании неочевидной методики, составляет около 7%. Основным при разработке баженовской свиты остается вопрос увеличения КИН. При этом в первую очередь интерес представляют уже сформировавшиеся залежи нефти, из которых ее можно извлечь «традиционными» методами.
В дальнейшем объектом разработки может являться вся толща, насыщаемая нефтью при термической деструкции керогена.
Продуктивность
Отдающими интервалами в баженовско-абалакском комплексе прежде всего могут быть трещинно-кавернозные карбонатные отложения. Вторым типом коллектора могут быть трещиноватые или листоватые баженовиты, сложенные преимущественно керогеном и кремнеземом. Пористость этих пластов, по оценкам разных авторов, может достигать 20 % при проницаемости, превышающей 1 мкм2 (сообщающиеся хорошо раскрытые трещины).
При этом пористость матрицы составляет единицы процентов (обычно 1-2 %), не превышая 5 % (один образец из 200 исследованных авторами).
Ознакомившись с разрезами БС в центральной и западной частях ее распространения, данными о продуктивности, результатами ПГИ, учитывая огромный опыт предыдущих исследований, авторы пришли к выводу, что наиболее перспективным объектом являются карбонатные прослои, протяженность которых может составлять несколько километров. На Большом Салыме к ним относится пласт КС1, расположенный в пограничной зоне между отложениями абалакской и баженовской свит. К северу от Большого Салыма, на Сургутском и Красноленинском сводах такие пласты встречаются в самой толще БС и идентифицируются как первично карбонатные (водорослевые, ракушняковые банки) или вторично-карбонатизированные пласты. В разрезе БС можно выделить несколько интервалов, где кремнистые породы подверглись частичной или полной карбонатизации.
Лучше всего по площади прослеживается карбонатный прослой, приуроченный к границе верхней и нижней частей БС, которые существенно различаются по плотности, что обусловлено различным содержанием керогена. Плотностные характеристики этих частей свиты позволяют выявлять границу по данным сейсморазведки.
Выяснение природы карбонатных тел – очень важный фактор для прогноза их распространения. Возраст и время формирования органогенных карбонатных построек могут различаться в зависимости от времени максимальной трансгрессии морского бассейна. Поэтому поиск и прогноз распространения карбонатных пород необходимо проводить на базе литолого-фациальных исследований. После проведения литолого-фациального анализа необходимо оценить и установить закономерности изменения литологического состава.
В общем виде эти закономерности проявляются в увеличении доли терригенной (глинистой) составляющей в прикровельной и приподошвенной частях БС и повышении генерационного потенциала вверх по разрезу.
Породы, которые имеют преимущественно кремнистый и карбонатный состав, являются потенциальными коллекторами с емкостью трещинного и порово-трещинного типа. Они наиболее предрасположены к образованию трещин в результате тектонических движений или иных воздействий, выразившихся в резком снижении пластового давления и изменении напряженного состояния этих пород. Признаки такого воздействия можно наблюдать на керне (рис. 4) .
Для оценки свойств разреза, с точки зрения того, какие породы и при каких начальных условиях следует подвергать гидроразрыву, необходимо охарактеризовать разрез по упруго-прочностным свойствам слагающих пород. Для этого следует провести исследования пород в условиях неравномерного сжатия. Коллекция керна должна включать все основные типы пород, особое внимание необходимо обратить на кремнистые и карбонатные разности.
Ожидается, что последние будут наиболее хрупкими и разрыв их сплошности произойдет при меньших внешних давлениях. Такая информация необходима как для проектирования дизайна ГРП, так и для оценки работы пласта в целом.
Основные подходы к разработке баженовской свиты
При наличии значимых запасов следующим ключевым фактором является проницаемость пласта. В настоящее время главным механизмом, обеспечивающим приток флюида в скважины баженовской свиты, является фильтрация нефти через систему естественных протяженных трещин пласта. Однако естественная трещиноватость развита слабо, а проницаемость матрицы находится в пределах 0,001-10-3 мкм2.
Возможно, именно этим объясняется отсутствие притока в скважинах с явно нефтенасыщенным керном.
В связи с отмеченным основной технологической задачей разработки БС является создание вторичной проницаемости нефтенасыщенной матрицы за счет плотной системы наведенных трещин. Это обеспечивает технология бурения горизонтальных скважин с множественными ГРП. Подобная технология успешно и широко используется в США для добычи сланцевого газа из пластов – аналогов БС. В России данная технология не применялась.
При этом основной задачей ГРП является обеспечение интенсивного растрескивания пласта, создание вторичной проницаемости в зоне дренирования скважины.
Для успешного применения данной технологии и определения оптимальных дизайнов ГРП необходимо точное определение геомеханических свойств пласта на основе создания корректных геомеханических моделей.
Заключение
Несмотря на кажущуюся изученность, баженовская свита остается непознанным объектом как для геологов, так и для разработчиков. Современные характеристики отложений определяются совокупным действием множества факторов, поэтому авторы считают необходимым обозначить круг наиболее актуальных в настоящее время вопросов, поиску решения которых будет посвящена в дальнейшем научно-исследовательская работа в рамках Целевого Инновационного Проекта:
» модель коллектора: вещественный состав, петрофизические свойства и закономерности;
» содержание подвижной нефти: методика определения и оценки запасов;
» технологии локализации продуктивных зон: закономерности распределения, возможности современных дистанционных методов и технологий регионального прогноза;
» механико-прочностная модель: методика определения параметров и технология моделирования;
» выбор оптимальных технологий разработки: ГРП, химические, тепловые и другие методы, а также пиролиз.
Список литературы
1. Решение 6-го межведомственного стратиграфического совещания по рассмотрению и принятию уточненных стратиграфических схем мезозойских отложений Западной Сибири. – Баженовский горизонт Западной Сибири. – Новосибирск, 2003 г.
2. Брадучан Ю.В. Гурари Ф.Г, Захаров В.А. Баженовский горизонт западной Сибири. Новосибирск. – М. Наука, 1986. – 216 с.
3. О генезисе карбонатов в составе баженовской свиты центральных и юго-восточных районов Западно-Сибирской плиты/ Е.А. Предтеченская, Л.А. Кроль, Ф.Г.
Гурари [и др.]// Литосфера. – 2006. – №4. – С. 131-148.
4. Захаров В.А. Условия формирования волжско-берриасской высокоуглеродистой баженовской свиты Западной Сибири по данным палеоэкологии. В сб.
Эволюция биосферы и биоразнообразия. – М. Товарищество научных изданий КМК, 2006. – С. 552-568.
5. Зaхapoв B.A. 3aнин Ю.H. 3aмиpaйлoвa A.Г.
Первая находка следов жизнедятельности в высокоуглеродистых черных сланцах баженовской свиты Западной Сибири//Геология и геофизика. – 1998. – Т. 39. – №3. – С. 402-405.
Эта статья была опубликована в Научно-техническом вестнике ОАО «НК Роснефть», №4, 2010 г. с.20-25; ISSN 2074-2339, и заняла третье место в конкурсе на лучшую публикацию в вестнике в 2010 г. Напечатано с разрешения редакционной коллегии.
И.С. Афанасьев, к.ф.-м.н. Е.В.
Гаврилова, Е.М. Бирун (ОАО «НК «Роснефть»), Г.А. Калмыков, к.г.-м.н. Н.С.
Балушкина (МГУ им. М.В. Ломоносова)
Баженовская свита - дополнительный источник углеводородного сырья в Западной Сибири
Баженовская свита – уникальный нефтегазовый объект. Это связано с высокими неоднородностями пласта, имеющими мозаичный характер низких фильтрационно-емкостных свойств, изолированностью пласта, высокой гидрофобностью и другими геологическими особенностями.
Изучению литологических особенностей баженовской свиты уделяется значительное внимание на протяжении нескольких десятилетий.
Последние исследования и современные методы обработки результатов позволили уточнить специфику состава пород баженовских отложений в конкретных разрезах и в площадном аспекте.
Отложения баженовской свиты (рис. 1) распространены в центральной части Западно-Сибирского НГБ. В среднем они залегают на глубинах 1500–3000 м, толщина баженовских отложений составляет: 25–30 м – нормальный разрез; 90–100 м – аномальный разрез.
Толщина отложений баженовской свиты, содержащей углеводороды, колеблется от 10–12 до 35–40 м, достигая на отдельных участках 60 м.
Отложения баженовской свиты отличаются высокой литологической неоднородностью.
Рис. 1. Региональный геологический разрез Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции
Согласно традиционным представлениям о формировании баженовской свиты [1], обширный эпиконтинентальный морской бассейн в волжско-раннеберриасское время покрывал территорию более 2 млн кв. км. Сравнительно глубоководная впадина, где отлагались сильнообогащенные органическими веществами илы, в той или иной степени кремнистые и карбонатные, занимала примерно половину площади баженовского бассейна (около 1,2–2 млн кв. км) и локализовалась главным образом на месте современных Фроловской и Надымской мегавпадин. В этой части моря глубины превышали 400 м, а по некоторым оценкам, достигали 700 м. В условиях стабильного седиментационного режима длительностью 5 млн лет в этой части баженовского бассейна сформировалась битуминозная толща преимущественно монтмориллонитовых тонкоотмученных, тонко-горизонтально слоистых, кремнистых, нередко сильноизвестковистых глин.
Во внешнем поясе, кольцом охватывающем Центральную псевдоабиссальную впадину, на широких подводных равнинах в верхней, средней и нижней литорали отлагались гораздо более мелководные литофациальные аналоги баженовской свиты – тутлеймская, мулымьинская, даниловская, марьяновская, максимоярская свиты, представляющие собой более бедный источник нефти или вообще не принадлежащие к классу нефтематеринских пород.
Последнее время традиционные представления об условиях формирования данного интервала стали подвергаться сомнению. Причиной этому во многом послужило обнаружение так называемых аномальных разрезов баженовской свиты [2, 3], которые отличались присутствием среди битуминозных глин песчано-алевролитовых пород различной толщины. При этом возрастала толщина баженовской свиты до ста и более метров.
В соответствии с новой теорией седиментации баженовской свиты, данный интервал состоит из множества кулисообразно наложенных друг на друга депрессионных окончаний неокомских клиноформ.
Согласно О.М. Мкртчяну [4], в пределах Западно-Сибирской плиты с востока на запад происходит многократное региональное выклинивание баженовских литофаций и появление новых подобных литофаций на несколько более высоком стратиграфическом уровне. То есть предполагается концентрированное накопление битуминозных глин в узкой полосе, примыкающей к основанию континентального склона.
Таким образом, на настоящий момент отсутствует единая концепция формирования баженовской свиты как регионального геологического объекта, не говоря уже о взглядах на строение отдельных элементов данного интервала.
Как видно из вышесказанного, разрез баженовской свиты делится на два крупных разряда, которые можно назвать традиционным (нормальным) и аномальным.
Аномальный разрез баженовской свиты за последние 20–30 лет вскрыт бурением более чем на 60 площадях Западно-Сибирского НГБ. Так, в пределах Сургутского свода аномальные разрезы баженовской свиты встречены на Быстринском, Яунлорском, Юрьевском, Дунаевском, Конитлорском, Тянском, Восточно-Тромъеганском, Южно-Конитлорском, Восточно-Перевальном, Восточно-Сургутском, Федоровском месторождениях.
Продуктивные отложения, как правило, характеризуются низкими фильтрационно-емкостными свойствами: коэффициент пористости песчано-алевролитовых пропластков изменяется от 4,9 до 20%, коэффициент проницаемости – от 0,01 до 0,410 -15 м 2 .. карбонатность – от 0,4 до 31,9% [5].
Развитие аномальных разрезов носит локальный характер. При продвижении на запад количество и размеры опесчанивания баженовской свиты уменьшаются.
Происхождение отложений аномального разреза баженовской свиты носит спорный характер. Изучение керна и шлифов показывает, что породы аномальных песчаных пластов баженовской свиты близки по составу к нижней части ачимовских отложений и отличаются как от юрских отложений, так и от вышележащих ачимовских слоев.
В зонах сочленения баженовской свиты с песчано-алевритовыми породами васюганской свиты или ачимовской толщи из разреза баженовской свиты наблюдается выпадение примыкающих к песчаным образованиям интервалов нефтеносных сланцев.
Например, на Восточно-Перевальном месторождении, расположенном на северо-западе Сургутского свода, широкое распространение имеет аномальный разрез баженовской свиты. Отложения васюганской и георгиевской свит перекрываются песчано-глинистыми породами толщи, содержащими отдельные слои битуминозных глин баженовской свиты, неравномерно распределенных по разрезу толщи. Битуминозные породы по облику и составу не отличаются от аналогичных пород нормальных разрезов.
В аномальном разрезе баженовской свиты на Восточно-Перевальном месторождения выделяются нефтеперспективные пластыЮС01 и ЮС02. Максимальная толщина аномального разреза баженовской свиты составляет 96 м.
Нормальный разрез баженовской свиты в Западно-Сибирском нефтегазоносном бассейне распространен повсеместно.
В пределах Красноленинского свода породы баженовской свиты согласно залегают на отложениях абалакской свиты и вскрыты на глубинах 2528–2678 м.
Верхнеюрский нефтегазоносный подкомплекс (баженовско-верхнеабалакский) является регионально нефтегазоносным. Комплекс выдержан по толщине и составу на огромной территории. Нефтепродуктивными коллекторами баженовско-верхнеабалакского НГКявляются карбонатные отложения.
Традиционно для данной территории к нижнетутлеймской подсвите приурочен нефтепродуктивный пласт Ю0 , а к абалакской – ЮК1.
По данным совместного анализа материалов ГИС и кернового материала, в пределах баженовской свиты на исследуемой территории прослеживаются три цикла осадконакопления, в пределах каждого из которых наблюдается снизу вверх смена карбонатных пород на кремнистые.
Последние отмечаются высокими величинами интенсивности естественного гамма-излучения Ig, высоким удельным сопротивлением и пониженными показаниями на кривых ННКт. Карбонатные породы, а также плотные кремнеземы характеризуются высокими величинами Inn.
Верхняя часть продуктивного интервала по скважинным данным Галяновского и Средне-Назымского месторождения сложена черными опоками и аргиллитами, битуминозными известняками и прослоями темно-серых известняков толщинойот долей до 1–6 м. Нижняя часть (отложения абалакской свиты), по описанию керна, представлена чередованием глинисто-алевролитовых и алевролито-глинистых ритмов, черными опоками, карбонатизированными разностями смешанных пород. Мощность баженовско-верхнеабалакского НГК достаточно выдержанна и колеблется по площади месторождений от 41 до 53 м.
Литологически продуктивная часть комплекса представлена переслаиванием кремнисто-глинистых пород, опок и черных глинистых известняков. Каждый из пластовЮ0 и ЮК1 состоит из нескольких карбонатных пропластков, количество которых не остается фиксированным от скважины к скважине.
На территории Красноленинского свода в пределах баженовской свиты отмечается наличие процессов вторичных преобразований пород, оказавших значительное влияние на их коллекторские свойства.
С одной стороны, наблюдаются процессы цементации карбонатным и кремнистым веществом трещин и вмещающих глинистых пород, пиритизация ракушняковых прослоев (рис. 2).
Рис. 2.Фотографии керна разреза баженовской свиты
С другой стороны, отмечается наличие интенсивных процессов выщелачивания неустойчивых минералов, приводящее к образованию каверн и пор. Отмечены процессы доломитизации карбонатных пород, также способствующие увеличению их порового пространства.
Наличие коллекторов и связанных с ними залежей нефти в пределах Красноленинского свода обусловлено вторичной трещиноватостью пород, кавернозностью карбонатов и первичной пористостью карбонатных пропластков. Большое значение при этом имеют современные тектонические движения (формирующие современный рельеф участка), создающие высокие давления и температуры в рассматриваемых породах. Современные аномально высокие пластовые давления в баженовской свите дополнительно способствуют дальнейшему растрескиванию карбонатных пород при отжиме в них жидких углеводородов.
По-видимому, интенсивные постседиментационные тектонические подвижки по древним и молодым разрывным нарушениям обусловили раздробленность и трещиноватость верхнеюрских осадков на флексурах крупных поднятий Галяновского участка, расположенного в пределах исследуемой площади. В связи с этим на Галяновском месторождении в баженовско-абалакском комплексе предполагаются ловушки структурно-литологического типа, осложненные тектоническим фактором.
Коллекторы этого комплекса имеют весьма сложный характер развития, обусловленный как микрослоистостью и листоватостью пород, так и тектонически напряженными зонами (зоны дизъюнктивных нарушений, деструкций, растяжения и сжатия) и гидротермальными процессами (выщелачивания и растворения).
Особенность баженовского-абалакского коллектора состоит в том, что его фильтрационные свойства полностью определяются трещиноватостью, имеющей сложное строение: наряду с обычными трещиноватыми пропластками, содержащими микро- и мезомасштабные трещины, имеющие ориентацию от горизонтальной до сложной пространственной. Коллектор включает отдельные макротрещины, пронизывающие его пропластки (рис. 3).
Рис. 3.Фотографии шлифов баженовской свиты Средне-Назымского и Галяновского месторождений
Дополнительно коллектор может также включать пространственные зоны (области) трещиноватости. Эти зоны могут быть развиты по всей или только по части толщины баженовской свиты, причем их характерные размеры по латерали могут варьировать от нескольких десятков/сотен метров до нескольких сотен метров/километров, а трещиноватость в них может быть многомасштабной, включающей трещины микро-, мезо- и макроуровня. При этом наиболее крупные трещины (мезо- и макротрещины) субвертикальны, что должно порождать выраженную анизотропию проницаемости трещиноватых зон.
Карбонатные коллектора нефтепродуктивного пласта ЮК0-1 имеют весьма сложную структуру пустотного пространства, а их эффективная емкость представлена в основном кавернами, трещинами и полостями выщелачивания по трещинам. Характер развития коллекторов по площади месторождения весьма сложный. Как показал опыт исследований на Ем-Егорьевской площади, наиболее продуктивные зоны контролируются в основном четырьмя факторами, включающими структурообразование, разрывную тектонику, литологию и гидротермальную проработку. Предполагается, что возможность образования вторичных коллекторов зависит от литологических особенностей отдельных прослоев.
Тип коллекторов оценивается как порово-кавернозно-трещинный.
Оценивая свойства баженовской свиты с точки зрения нефтегазоносности, можно отметить следующее.
· Баженовская свита обладает высоким нефтегазоматеринским потенциалом и содержит значительный объем углеводородов.
· Миграция углеводородов из баженовской свиты в окружающие породы, скорее всего, нашла локальный характер и была связана с наличием зон повышенной трещиноватости.
· Большая часть нефтегазоперспективных ресурсов сохранилась in situ. то есть осталась в баженитах.
· Низкие коллекторские свойства, особенно проницаемость пород, представляют основное препятствие для промышленного освоения нефтегазового потенциала баженовской свиты.
· Необходимо разрабатывать новые методы и технологии для промышленного освоения ресурсов углеводородов баженовской свиты, основанных на поддержании пластового давления и улучшении коллекторских свойств баженовских пород.
1 Брадучан Ю.В. Гольдберг А.В. Гурари Ф.Г. и др.
Баженовский горизонт Западной Сибири. – Новосибирск: Наука, 1986.
2 Нежданов А.А. Зоны аномальных разрезов баженовского горизонта Западной Сибири. – Труды ЗапСибНИГНИ, 1985, №6.
3 Ясович Г.С. Перспективы нефтегазоносности зон развития аномальных разрезов баженовской свиты Среднего Приобья. – Труды ЗапСибНИГНИ, 1981, №166.
4 Мкртчян О.М. Трусов Л.Л. Белкин Л.М.
Дегтев В.А. Сейсмогеологический анализ нефтегазоносности отложений Западной Сибири. – М. Наука. – 1987.
5 Хабаров В.В. Кузнецов Г.С. Аномальные разрезы баженовской свиты Западной Сибири // Нефть и газ – 2001 – №4.
6 Лобусев А.В. Чоловский И.П. Лобусев М.А. Бирюкова Ю.В. Вертиевец Ю.А.
Геолого-промысловое обоснование промышленного освоения залежей углеводородов баженовской свиты Западной Сибири // Территория НЕФТЕГАЗ – 2010 – №3.
7 Лобусев А.В. Чоловский И.П. Лобусев М.А.
Вертиевец Ю.А. Использование попутного газа для разработки залежей углеводородов баженовской свиты Западной Сибири // Газовая промышленность – 2010 – 644 с.
Ключевые слова: баженовская свита, карбонатный коллектор, аномальный разрез баженовской свиты, нормальный разрез баженовской свиты.
Наука и технологии // Разведка и разработка
Баженовская свита - уникальный природный резервуар нефти
В мезозойском разрезе Западной Сибири резервуары нефти и газа приурочены к терригенным, алевролито-песчаным образованиям. В фациальном отношении это либо базальные слои трансгрессий различного масштаба (главным образом мезоциклов продолжительностью 8-10 млн. лет), либо финально-регрессивные отложения. Самыми емкими коллекторами являются образования второго типа.
С ними связаны наиболее крупные залежи (Говоря о резервуарах и залежах, мы имели в виду уточненные понятия [11].) неокомских толщ, находящиеся в промышленной разработке.
Верхнеюрские битуминозные аргиллиты баженовской свиты составляют исключение. Впервые в мировой практике нефтегазопоисковых работ коллекторами оказались глины и аргиллиты, давно признанные одним из основных региональных экранов (и водоупоров) Западной Сибири.
Мощность баженовских аргиллитов сравнительно невелика и изменяется от 5-10 до 20-40 м. Из этих пород на многих площадях, общее число которых приближается к 30, получены притоки, в том числе промышленные (с максимальными дебитами более 370 м3/сут), легкой высококачественной нефти. Немаловажно, что ряд этих площадей расположен вблизи трасс действующих нефтепроводов, а некоторые - рядом с нефтяными промыслами. Все это вместе взятое (близость к нефтепроводам, значительные дебиты, высокое качество нефти) в последние годы вызвало повышенный интерес геологов к баженовскому резервуару-феномену, появился ряд публикаций (В.В.
Вебер, Е.А. Гайдебурова, Ф.Г. Гурари, В.М.
Добрынин, О.Г. Зарипов, Ю.Н. Карогодин, Л.П. Климушина, Л.А.
Коцеруба, А.Г. Малых, В.Г. Мартынов, В.С.
Мелик-Пашаев, И.И. Нестеров, Р.Г. Новиков, Г.Э.
Прозорович, Ф.К. Салманов, А.П. Соколовский, Г.М. Таруц, А.В. Тян, Т.Т.
Клубова, П.Н.Ушатинский, Э.М. Халимов и многие другие), так или иначе касающихся проблемы нефтегазоносности баженовской свиты. В мировой практике нет опыта поиска залежей подобного типа и, тем более, метода подсчета запасов нефти, не известны признаки, позволяющие оконтурить залежи.
Это в значительной мере связано с неясностью природы и механизма образования коллекторов и резервуара баженовской свиты.
Все исследователи, изучающие породы баженовской свиты, считают, что коллекторские свойства данного резервуара обусловлены их трещиноватостью.
Макроскопические исследования керна скважин основных районов распространения битуминозных пород (Березовский, Шаимский, Красноленинский, Сургутский, Нижневартовский, Варьеганский, Александровский, Васюганский, Мыльджинский и др.) и анализ опубликованных результатов изучения различных свойств пород баженовской свиты позволяют авторам настоящей статьи высказать существенно иную точку зрения на природу (тип) данных коллекторов и возможный механизм их образования.
Не отрицая определенной роли трещин в формировании коллекторов баженовского резервуара, главное значение в образовании первичного порового пространства, по нашему мнению, принадлежит не им. Они создали вторичное, дополнительное (хотя и важное в ряде случаев) поровое пространство. Во многих образцах, исследованных макро- и микроскопически, вертикальных трещин вообще не наблюдалось.
Так, Э.М. Халимов и В.С. Мелик-Пашаев не без некоторого удивления отмечают, что “в более чем 1/3 изученных образцов трещиноватость вообще отсутствует” [12, с. 2].
Из большого числа изученных шлифов отложений баженовской свиты в Салымском районе 45 % не имеют трещин, а в шлифах с трещинами вертикальные трещины не превышают 11 % (там же).
Мы вертикальные трещины в данных образованиях при макроскопических исследованиях наблюдали крайне редко.
Одной из характерных особенностей аргиллитов баженовской свиты во многих районах, как известно, является тонкая (и микро-) плитчатость, слойчатость и листоватость. Нефтенасыщенные образцы таких пород, не содержащих трещин, при вертикальном сдавливании из межплитчатого и особенно тонкослойчатого, листоватого пространства, как правило, выделяют нефть. Все это и ряд других факторов позволяют сделать вывод, что первичным и, видимо, главным является межплитчатое и межслойчато-листоватое пространство аргиллитов баженовского резервуара.
Это совершенно новый тип коллектора.
Данное представление о типе коллектора требует и иного подхода к исследованию баженовских аргиллитов. Прежде всего, необходимо ответить на следующие вопросы.
Какова природа, механизм образования межслоевого пространства коллектора?
Почему в одних случаях коллектор образуется, а в других нет?
Только поняв природу коллектора, можно отыскать признаки его картирования, а следовательно, и прогнозирования залежей нефти и газа. Именно это открывает реальный путь к разработке методов оконтуривания залежей и подсчета прогнозных и промышленных запасов УВ в рассматриваемом уникальном резервуаре. Ответы на поставленные вопросы должны дать и объяснения необычным свойствам пород и залежей баженовской свиты. В настоящее время выявлены следующие особенности пород баженовской свиты:
аномальная обогащенность ОВ (до 10 % и более);
сравнительно небольшая мощность при площади распространения, превышающей 1 млн. км2;
тонкоплитчатая, слойчатая и листоватая структура;
аномально высокие значения кажущегося сопротивления, превышающего 500 Ом-м (нередко достигающие 1000 Ом-м);
высокие и аномально высокие значения естественной гамма-активности;
аномально пониженная плотность пород;
пониженная скорость прохождения упругих сейсмических волн через толщу баженовских аргиллитов;
аномально высокие пластовые давления в залежах;
приуроченность скважин с наиболее значительными дебитами нефти к зонам повышенных температур, достигающих 135°С;
низкие пористость и проницаемость коллекторов баженовской свиты;
наличие вертикальных и горизонтальных трещин.
Последнее свойство пород баженовской свиты, несмотря на кажущуюся очевидность, нуждается в серьезном подтверждении и детальном изучении. Особенно в отношении наличия вертикальных трещин. Представление о их широком развитии, обусловленном вертикальными блоковыми движениями вдоль разломов [12] или палеосейсмичностью [6], находится, на наш взгляд, в противоречии с целым рядом других свойств этих пород.
Правильное представление на природу, тип коллектора, механизм его образования и скоплений в нем УВ должно, с одной стороны, опираться на эти особенности, учитывать последние, а с другой - объяснять их. Существующие точки зрения не дают таких объяснений, хотя и содержат немало рационального, поэтому необходимо продолжить поиск. В этой связи хотелось высказать точку зрения на механизм образования коллектора в баженовском резервуаре, которая не нашла сколько-нибудь существенного отражения и обоснования в довольно многочисленных уже публикациях. Некоторое исключение составляет лишь одна работа [10], на содержании которой остановимся ниже.
Зоны коллекторов баженовской свиты - это участки существенного вторичного разуплотнения породно-слоевых ассоциаций, за счет которого создавалось межслоевое, точнее, межплитчатое, межслойчатое и межлистоватое пространство, заполнявшееся при благоприятных условиях УВ, генерировавшимися, вероятнее всего, этими же породными образованиями. К данному выводу нас приводят наблюдения над керном по многочисленным скважинам большинства нефтегазоносных районов. Так, даже только что поднятый керн пород баженовской свиты из скважин Салымской, Каменной, Комсомольской и других площадей явно был сильно разуплотнен из-за снятия пластового давления.
Керн скважин Каменной, Лян-Торской и других площадей Красноленинского свода, полежав некоторое время в кернохранилище, значительно увеличился в объеме, превращаясь в “гармошку”, он не умещался в керновых ящиках, изгибался дугами, синусоидами.
На каротажных диаграммах интервалы разреза баженовской свиты нередко характеризуются заметной отрицательной аномалией на кривой спонтанной поляризации (ПС), они принимались за песчано-алевролитовые прослои, и поэтому испытывались (скважины на Каменной, Танапчинской и других площадях). С представлением о том, что резервуары баженовской свиты - это зоны аномального разуплотнения, согласуются данные о пониженной плотности породных образований (пункт 6) и пониженные скорости упругих сейсмических волн (пункт 7).
С чем же, в свою очередь, может быть связано это разуплотнение на глубинах, нередко приближающихся к 3000 м? Разуплотнение явилось следствием неравномерности горизонтальных перемещений блоков фундамента, вызвавших неравномерность латеральных напряжений в породно-слоевых ассоциациях (ПА) осадочного чехла. Не исключены и некоторые горизонтальные перемещения в последних, приводившие в одних случаях к смятию ПА в складки, в других - к горизонтальным межслоевым и слойчатым перемещениям, скольжениям и к образованию горизонтальных трещин. Этим можно объяснить, почему “горизонтальные микротрещины развиты в породах изучаемого региона почти повсеместно” [12, с. 2].
В некоторых случаях могли образоваться одновременно и складки, и межслоевые перемещения.
Вне всякого сомнения, горизонтальные перемещения и вызванные ими мозаичные поля неравномерного напряжения наблюдались в истории развития Западно-Сибирского седиментационного бассейна. Уренгойский грабенообразный прогиб-желоб и “оперяющие” его прогибы явно имеют рифтовую (или, точнее, квазирифтовую) природу. В результате растяжения в этой зоне и горизонтальных перемещений в направлении западного и восточного жестских обрамлений образовались по обе стороны желоба цепочки крупных высокоамплитудных поднятий, к которым приурочены уникальные газовые залежи севера Западной Сибири (Уренгойское, Губкинское, Ямбургское, Тазовское, Заполярное и др.).
Следует отметить, что роли горизонтальных перемещений в платформенных условиях и создаваемых ими тангенциальных напряжений, их влиянию на нефтегазоносность практически не уделяется никакого внимания.
В пользу высказанного представления о роли горизонтальных напряжений свидетельствуют данные эксперимента. С увеличением приращения горизонтального давления над вертикальным отмечено явное закономерное возрастание проницаемости [10]. Авторы правильно, на наш взгляд, делают вывод из этого и других фактов о важной роли тангенциальных сил. Однако вряд ли можно согласиться с ними, что зоны коллекторов - это зоны “тектонических напряжений под действием тангенциальных сил” [10, с. 96].
Скорее, это зоны повышенных напряжений в прошлом, а в настоящем относительно ослабленные (“пузыри”) в мозаично-неравномерном поле тангенциальных напряжений (зоны разгрузки).
Наиболее вероятно, что важнейшим фактором-предпосылкой образования таких разуплотненных, расслоенных зон был литолого-фациальный, как правильно обращают на это внимание многие ученые (Ф.Г. Гурари, И.И. Нестеров, О.Г. Зарипов, Г.М.
Таруц, Е.А. Гайдебурова и др.). Но это лишь важная предпосылка, а не главная причина, которая в одних случаях и условиях могла, а в других - не могла быть реализована.
Справедливо отмечается рядом исследователей положительная роль повышенных температур в образовании плитчато-слойчатой, листоватой структуры, а также генерационного потенциала баженовских аргиллитов.
Если возникновение зон расслоения толщ баженовской свиты связано с зонами неравномерных тангенциальных напряжений, то геолого-геофизические исследования должны быть направлены на разработку признаков диагностики их выявления и оконтуривания. В пределах этих зон, видимо, были участки с более или менее благоприятными литолого-фациальными условиями. Горизонтальные напряжения на одних участках приводили к расслоению пород, на других - нет.
Следовательно, необходимы детальные (тонкие) комплексные литолого-фациальные исследования, в результате которых должна быть составлена схема районирования по данному признаку.
Особенность толщи баженовских аргиллитов в том, что она сформирована (в основном) в финально-трансгрессивную фазу трансгрессивно-регрессивного мезоцикла [4], венчающую и финально-трансгрессивную фазу седиментационного цикла рангом выше - юрско-неокомского макроцикла. Это как бы “резонансная” толща, т. е. сформировавшаяся в фазу наложения двух трансгрессий разных рангов. Это был период максимальной пенепленизации обрамления Западно-Сибирского бассейна за всю его юрско-неокомскую историю. На этот этап приходится и минимум активности структуроформирующих движений внутри бассейна [4, 10].
Максимум пенепленизации обрамления и минимум тектонической активности (покоя) внутри бассейна, наряду с огромной его площадью, обусловили некомпенсированные условия осадконакопления на значительной территории внутренних, центральных областей, куда почти не доносился терригенный материал. Для сравнения можно отметить, что в соседнем Енисей-Хатангском бассейне мощность волжско-берриасовых образований составляет несколько сот метров, а юрских превышает 2000 м (Балахнинская площадь).
В условиях, видимо, относительно неглубоководного бассейна, в тех зонах, куда не доносился терригенный материал, формировались тонкодисперсные органогенные образования, способные после стадии уплотнения и литификации, при определенных тектонических напряжениях, к расслоению и превращению в ряде зон и районов из экрана в коллектор.
Очевидно, в комплекс изучения баженовской свиты должны быть включены исследования экспериментальной тектоники и моделирования процессов расслоения и трещинообразования в породах данного конкретного типа.
Высказанная выше точка зрения на природу и тип коллектора, механизм его формирования позволяет, как нам кажется, дать более полное объяснение перечисленным выше особенностям пород баженовской свиты и их нефтеносности, детальному анализу которых будут посвящены специальные работы авторов.
Осознавая важность поиска залежей нефти в баженовском резервуаре, многие ученые и целые коллективы (ЗапСибНИГНИ, СНИИГГиМС, ИГиРГИ, ИГиГ СО АН СССР и др.) занимаются исследованием аргиллитов баженовской свиты. С целью ускорения решения важной в научном и практическом отношении проблемы оценки перспектив нефтегазоносности пород баженовской свиты необходимо скоординировать все исследования в рамках программы “Сибирь” (подпрограмма “Нефть и газ Западной Сибири”) и на данном этапе “поиска” не отбрасывать никакие из идей и представлений о природе и механизме образования коллекторов и резервуаров баженовской свиты, какими бы “сумасшедшими” они не казались на первый взгляд.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Гурари Ф.Г. Об условиях накопления и нефтеносности баженовской свиты Западной Сибири. - Труды СНИИГГиМС, 1979, вып. 271, с. 153-160.
Добрынин В.М. Мартынов В.Г. Коллекторы нефти в нефтематеринских глинистых толщах. - Геология нефти и газа, 1979, № 7. с. 36-43.
Зарипов О.Г. Нестеров И.И. Закономерности размещения коллекторов в глинистых отложениях баженовской свиты и ее возрастных аналогов в Западной Сибири. - Сов. геология, 1977, № 3, с. 19-25.
Карогодин Ю.Н. Ритмичность осадконакопления и нефтегазоносность. М. Недра, 1974.
Клубова Т.Т. Климушина Л.П. Коллекторы баженовской свиты Западной Сибири. Условия образования и нефтегазоносность.- В кн. Геология, стратиграфия и полезные ископаемые Сибири.
Томск, 1979, с. 164-187.
Микуленко К.И. Перспективы нефтегазоносности отложений баженовской свиты центральных и южных районов Западно-Сибирской плиты.- Труды СНИИГГиМС, вып. 194.
М. 1974, с. 37-41.
Новиков Р.Г. Салманов Ф.К. Тян А.В. Перспективы открытия крупных залежей нефти в трещиноватых аргиллитах баженовской свиты. - Нефть и газ Тюмени, 1970, вып.
7, с. 1-3.
Прозорович Г.Э. Соколовский А.П. Малых А.Г.
Новые данные о трещиноватых коллекторах баженовской свиты. - Нефть и газ Тюмени, 1973, вып. 18, с. 7-9.
Салымский нефтеносный район. - Труды ЗапСибНИГНИ, вып. 41. Тюмень, 1970, с. 1-314.
Таруц Г.М. Гайдебурова Е.А. Строение нефтегазоносных отложений баженовской свиты Западно-Сибирской плиты в связи с особенностями тектоники верхнеюрского бассейна осадконакопления (на примере Салымского района). - В кн.
Цикличность осадконакопления нефтегазоносных бассейнов и закономерности размещения залежей. Новосибирск, 1978, с 80- 97.
Трофимук А.А. Карогодин Ю.Н. Мовшович Э.Б. Проблемы совершенствования понятийной базы геологии нефти и газа. Уточнение понятия “залежь”. - Геол. и геофиз.
1980, № 5, с. 3-9.
Халимов Э.М. Мелик-Пашаев В.С. О поисках промышленных скоплений нефти в баженовской свите. - Геология нефти и газа, 1980, № 6. с. 1-9.
24 октября 2008 г. 08:18 А.А. ТРОФИМУК, Ю.Н. КАРОГОДИН (ИГиГ СО АН СССР) Neftegaz.RU
Баженовская свита: милостей от природы не будет
Но задача взять их, безусловно, остается
Константин Асвадуров
Cоветские геологи выделили баженовскую свиту (БС) как самостоятельное нефтеносное образование еще полвека назад. В основном перспективные отложения сосредоточены в Западной Сибири, но есть пласты БС и в других регионах.
По некоторым оценкам, потенциал БС может превышать 100 млрд тонн нефти. Однако долгое время к этим ресурсам относились как к непригодным для практического использования. По мере истощения традиционных запасов отношение, естественно, меняется, и сегодня именно с баженовской свитой связывают перспективы стабилизации добычи нефти в Западной Сибири.
Дело за малым — разработать технологии, позволяющие баженовскую нефть взять. Пока же разработка БС нерентабельна. Интересно, что государство усилия компаний по освоению БС не поддерживает: в прошлом году правительство отклонило предложения Думы ХМАО-Югры об обложении добычи баженовской нефти нулевым НДПИ.
Первая нефть из БС (пласт ЮС0) была получена случайно на Салымском нефтяном месторождении в ХМАО. Это произошло еще до ввода месторождения в промышленную эксплуатацию, в 1968 году, когда одна из скважин при прохождении отметки 2800 м выбросила аварийный фонтан мощностью более 500 тонн в сутки.
С начала изучения БС прошли десятилетия, однако приоритетными для «нефтянки» они никогда не были — пока не наблюдалось и не предвиделось дефицита более легких запасов. В итоге сегодня об этом геологическом объекте мы знаем очень мало, и предсказывать точки бурения для получения гарантированного притока нефти с пласта ЮС0, который только в Западной Сибири занимает площадь более 1 млн м 2 (на глубине около 3000 м), геологи так и не научились. Месторождения баженовской нефти до сих пор открываются случайно, нет и унифицированной методики подсчета запасов по пласту ЮС0.
О перспективности БС свидетельствует тот факт, что дебиты отдельных скважин достигали 1000 тонн в сутки. И это без ГРП, тогда как в настоящее время гидроразрыв считается одним из основных методов в технологиях разработки сланцевых ресурсов. В то же время 30% скважин, пробуренных в советское время на ЮС0 на Салымском, Красноленинском и ряде других месторождений Югры, оказались сухими.
На продуктивных же скважинах наблюдалось резкое падение дебита, в результате чего накопленная добыча оказывалась крайне незначительной.
Программа «Роснефти»
Весьма показательно, что Салымское, с которого в далеком 1974 году началась разработка БС, по сей день является крупнейшим в России по запасам баженовской нефти. По данным НАЦ рационального недропользования им. В. И. Шпильмана, на начало 2009 года извлекаемые запасы пласта ЮС0 Салымского составляют 230,5 млн тонн по категориям АВС1 и 134,7 млн тонн по категории С2.
Эффективная толщина пласта — около 8 м, пористость — 10,2%, нефтенасыщенность — 90%.
Лицензия на Салымское принадлежит «Юганскнефтегазу», и пока эта компания работала в составе «ЮКОСа», баженовской нефтью она, судя по всему, не занималась. В системе приоритетов ВИНК в первой половине 2000-х просто не было места нетрадиционным источникам нефти. Ни конъюнктура, ни технологический уровень не позволяли тогда на это рассчитывать.
Так или иначе, к 2006 году на пласте ЮС0 на Салыме работало всего девять скважин (из 72 пробуренных), которые обеспечивали добычу на уровне 30 тыс. твг. При этом 25 скважин были выведены из разработки с накопленной добычей менее 1 тыс. тонн, и только по 11 остановленным скважинам накопленная добыча нефти превысила 30 тыс. тонн. Всего накопленная добыча по данному объекту разработки на начало 2006 года составила 2,1 млн тонн.
После покупки «Юганскнефтегаза» «Роснефть» приняла «Программу работ по определению технологий разработки и потенциала добычи БС ООО «РН-Юганскнефтегаз» (далее Программа), рассчитанную на период до конца 2012 года. Программа предусматривает работы не только на Салымском, но и на других месторождениях «Юганска», на которых была доказана продуктивность пласта ЮС0. Планировалось отработать два пилотных проекта — исследовать возможности термогазового метода, широко используемого российскими компаниями (об опытах «РИТЭКа» по использованию таких технологий (см. «А мы ее газом!» в «Нефтесервисе» №2, 2011 г.). а также применимость западного метода добычи, основанного на нагреве пласта в сочетании с ГРП (термо-ГРП).
Именно такие технологии — с массовым гидроразрывом — применяются в США при разработке сланцевых запасов нефти и газа.
В 2009-10 годах на Салымском месторождении планировалось пробурить и испытать пять вертикальных скважин, а также провести на них расширенный комплекс исследований с отбором керна. Комплекс ГИС вела компания Schlumberger. Кроме того, в 2010 году на Салымском месторождении было запланировано завершить 3D-сейсморазведку — с целью подготовки материалов для построения геологической модели пласта ЮС0.
По факту в 2010 году сейсморазведочные работы удалось провести полностью, чего нельзя сказать о бурении. Из пяти запланированных скважин пробурены и исследованы были только четыре, причем одна из них оказалась сухой. Остальные три скважины вышли на стабильный дебит в 20-30 тонн в сутки.
К концу года было отмечено значительное продвижение в получении данных для геологической модели по результатам сейсмики и керноотбора.
На 2011 год Программой запланировано углубление шести-восьми скважин Правдинского, Приобского, Приразломного, Мало-Балыкского месторождений до баженовского пласта. На данных скважинах также будет проведен расширенный комплекс ГИС (включая отбор керна). На текущий год запланирована подготовка проекта по бурению горизонтальных скважин с множественным ГРП.
Решение о начале разработки БС на месторождениях «Юганска» «Роснефть» планирует принять в середине 2012 года (очевидно, речь идет, прежде всего, о Салымском месторождении).
Кстати, добыча на пласте ЮС0 Салымского уверенно растет. В 2008 году здесь было добыто 35,4 тыс. тонн, в 2009 — 68,1 тыс. тонн, в 2010 — 101,3 тыс. тонн. В то же время на сегодняшний день нет оснований говорить, что многолетний опыт эксплуатации БС Салымского месторождения позволил найти и внедрить надежные технологии рентабельной разработки сланцевой нефти.
Оптимисты и скептики
На сегодня нет единого мнения относительно той роли, которую призвана сыграть БС в развитии отечественной нефтяной отрасли. Одна группа ученых с энтузиазмом пропагандирует возможности «бажена» и уверяет, что именно эти залежи дадут второе дыхание «нефтянке» Западной Сибири. Эти оптимисты считают, что в давно освоенной нефтяниками зоне содержится до трети мировой пока не извлеченной нефти.
Одним из главных пропагандистов БС является тюменский ученый, член-корреспондент РАН Иван Нестеров и его ученики. Из Тюмени давно идут письма наверх с целью привлечь внимание властей к проблеме освоения ресурсов БС. По мнению Нестерова, запасы нефти в пластах БС только по Западной Сибири превышают 140 млрд тонн.
Он утверждает, что в любой точке на площади 1,3 млн км 2 БС можно получить нефть. Причем баженовские скважины обеспечат высокие дебиты, и якобы уже зафиксирован максимальный дебит, который составил 6 тыс. м 3 в сутки. Призыв Нестерова был услышан, и в прошлом году президент Дмитрий Медведев поручил вице-премьеру Игорю Сечину взять это направление под особый контроль и обеспечить расширенные исследования по освоению ресурсов БС в России.
Другая группа ученых и практиков (и весьма многочисленная) энтузиазма Нестерова не разделяет. Их позиция исходит из того, что освоение БС потребует огромных материальных и временных затрат на разведку, исследование свойств нефтеносных пластов и создание технологий добычи.
Так, по данным НАЦ рационального недропользования имени В. И. Шпильмана, на территории Югры по состоянию на середину прошлого года в БС было открыто 135 залежей нефти и газа на 54 месторождениях. Их начальные суммарные ресурсы оцениваются в 3,1 млрд тонн, в том числе 11,1 млн тонн — накопленная добыча и 2,4 млрд тонн — ресурсы категорий D1+D2. Это немало, но существенно отличается от захватывающих дух цифр, называемых Нестеровым. Так или иначе, но БС абсолютно непригодна для разработки традиционными методами, в которых широко используется закачка воды в пласт.
Для поддержания пластового давления в толще БС придется применять особые технологии закачки газа, пара, различных реагентов. В результате удельные текущие затраты на добычу по месторождениям БС составляют примерно 1870 рублей за тонну, что на 51% больше, чем в среднем по месторождениям ХМАО.
Понятно, что оплачивать исследования, направленные на разработку БС, предстоит в основном крупным российским нефтяным компаниям, и потому важно отношение к проблеме руководителей, принимающих решения в ВИНК. Вице-президент «ЛУКОЙЛа» Леонид Федун, хотя и не исключает, что в Западной Сибири действительно есть большие залежи сланцевой нефти, весьма осторожен при оценке возможностей создания эффективных технологий для ее промышленной добычи. Он напоминает, что пока никто в мире не научился с приемлемой рентабельностью извлекать жидкие флюиды с практически нулевой текучестью из пластов с низкой проницаемостью.
Стимулировать исследователей могло бы государство. Однако в прошлом году идея предоставить нулевой НДПИ проектам по добыче баженовской нефти правительством была отвергнута. В частности, потому, что термин «пласт ЮС0 баженовской свиты» нуждается в законодательном закреплении, а также в силу замечаний технико-юридического характера к подготовленному Думой ХМАО законопроекту.
Но самое главное — в правительственном заключении указывается, что в обосновании законопроекта по БС не определены источники компенсации выпадающих в результате предоставления льготы доходов госбюджета.
Удивительно недальновидная, на наш взгляд, позиция. Освоение БС — дело настолько новое и настолько сложное, что сейчас никто не может достоверно предположить, насколько удастся использовать ее потенциал (и, соответственно, оценить новые доходы бюджета), да и сам этот потенциал еще далеко не полностью изучен. Но если государство не готово рискнуть теми копейками (в масштабах поступлений от «нефтянки» в целом), которое оно получает в виде НДПИ по десяткам тысяч тонн баженовской нефти, то никаких инновационных прорывов в этой области нам ждать, очевидно, не стоит.
Что такое баженовская свита?
Баженовская свита – будущее нефтедобычи в Западной Сибири
7 февраля 2012 года / 16:25
Залежи баженовской свиты, находящиеся на глубине более 2 тысяч метров, являются будущим нефтедобычи в Западной Сибири. Согласно предварительным данным, потенциал этих залежей оценивается в 100 миллиардов тонн сырья.
Из высококачественной нефти, находящейся в баженовской свите, можно получить порядка 60% светлых нефтепродуктов. Эта нефть отличается незначительным содержанием солей, серы и воды, поэтому она не нуждается в очистке перед транспортировкой, что в свою очередь существенно снижает ее себестоимость. Однако есть и минусы: нефть располагается на больших глубинах, где температура достигает 100–130°C, что значительно усложняет добычу, повышает риск аварий и пожаров.
Станислав Кузьменков, и. о. директора департамента по недропользованию Югры, рассказывает, что некоторые компании с помощью новейших технологий уже начали добычу этой нефти. Например, компания «Сургутнефтегаз» в 2011 году добыла из баженовской свиты почти 500 тысяч тонн сырья.
По мнению экспертов, коммерческий оборот нефти из баженовской свиты позволит компаниям, работающим в Югре, значительно увеличить объемы добычи нефти. В настоящее время почти 70% месторождений Югры находятся в условиях падения нефтедобычи — ежегодно добыча нефти снижается примерно на 2 миллиона тонн. Всего в 2011 году нефтедобывающие компании добыли в Югре 262,5 миллиона тонн.
В конце февраля 2012 года планируется добыть 10-миллиардную тонну нефтяного сырья.
Юрий Карогодин, доктор геолого-минералогических наук Сибирского отделения Российской академии наук, рассказал, что баженовская свита — это пласт горных пород, расположенных в западной Сибири на глубине около 2 тысяч метров. Она занимает территорию более 1 миллиона квадратных километров и имеет толщину всего 20–30 метров. Ее промышленную ценность определяет одна особенность — высокая насыщенность нефтью.
Баженовская свита – будущее отрасли
08 февраля
По мнению специалистов, баженовская нефть позволит в будущем сохранить и даже увеличить объемы нефтедобычи
Согласно сообщению инфоцентра Югры, нефтяной потенциал Западной Сибири сосредоточен в залежах баженовской свиты. залегающей на двухкилометровой глубине. Некоторые оценки запасов баженовской свиты достигают 100 миллиардов тонн нефти .
Специалисты отмечают высокое качество нефть из этих месторождений. По их словам, из неё получают около 60% светлых нефтепродуктов – очень высокий показатель. В ней почти отсутствует сера. примеси солей и воды. Следовательно, она не нуждается в очищении перед транспортировкой, что значительно уменьшает себестоимость ее добычи.
Однако есть и минусы. На тех глубинах, где залегают бажениты, температура достигает 100–130 градусов и выше, имеется достаточно высокое давление, что намного повышает опасность возникновения аварий и возгораний.
Станислав Кузьменков, и.о. директора отдела недропользования Югры, утверждает, что некоторые компании уже приступили к добыче этой нефти с использованием самых современных технологий. Так, компания «Сургутнефтегаз» добыла в 2011 году из баженовской свиты 500000 тонн нефти.
Специалисты считают, что запасы баженовской свиты позволят нефтедобывающим компаниям, работающим в регионе, значительно увеличить объемы добычи. 70% месторождений Югры сегодня достигли уровня, за которым начинается падение, или уже находятся в условиях снижения добычи. В настоящее время ежегодно добывают на 2 миллиона тонн нефти меньше.
В 2011 году Югра дала стране 262 миллионов тонн.
«Баженовская свита представляет собой совокупность горных пород. которые были выявлены на глубинах, превышающих две тысячи метров. Она расположена на огромной территории - свыше миллиона кв. километров, но ее толщина сравнительно небольшая, 20-30 метров»,- говорит Юрий Карогодин, доктор геолого-минералогических наук Сибирского отделения РАН. Баженовская нефть имеет уникальную особенность, которая определяет её промышленную ценность - высокую насыщенность нефтью.
О баженовской свите 153
Комментирует доктор геолого-минералогических наук СО РАН Юрий Карогодин .
— Баженовская свита — это пачка (свита) горных пород, выявленных в Западной Сибири на глубинах более двух километров. Она распространена на территории более миллиона квадратных километров, при этом имеет сравнительно небольшую толщину — двадцать-тридцать метров.
Уникальной особенностью «баженовки», определяющей ее промышленную ценность, является высокая насыщенность нефтью. К тому же она отличается высоким качеством (типа марки Brent) — легкая, малосернистая и без других вредных примесей, поэтому требует меньше затрат на первичную и глубокую переработку. На больших глубинах, где распространены бажениты, высокие температуры (100–130 градусов по Цельсию и больше), высокое давление, это повышает опасность аварий и даже пожаров, но и дебит скважин здесь должен быть больше.
По геологическому строению баженовский нефтегазоносный комплекс кардинально отличается от всех других в разрезе бассейна. Для образования залежи нефти и/или газа, как известно, необходимо два условия: наличие резервуара-коллектора, способного вмещать флюиды, и ловушки, способной улавливать и удерживать углеводороды. Баженовская свита представлена плотными глинистыми породами, которые считаются нефтематеринскими (содержат аномально высокое количество преобразованного органического вещества, генерировавшего нефть). Но любые глинистые породы — это прежде всего экран, флюидоупор для залежей углеводородов.
Каким образом в глинистой толще-экране могут находиться залежи, да еще в большом количестве (как выясняется) и огромными общими запасами (как предполагается), это пока толком не ясно. Удивительно и то, что и ее коллектор необычный. Это не просто трещины различной ориентировки, а в основном тонкие, менее миллиметра, параллельные, горизонтальные трещинки между такими же тонкими пластинками глин. Природа такого коллектора до сих пор неясна. Не познаны закономерности их пространственного размещения, нет научно обоснованного целенаправленного прогноза и поиска залежей, оценки реальных запасов.
По нашему с академиком Андреем Трофимуком мнению, зоны такого типа коллекторов — это своеобразные «пузыри» в породе, места разгрузки тангенциального напряжения, горизонтального сжатия отложений.
Освоение запасов баженовской свиты выглядит привлекательнее ряда альтернативных направлений, ориентированных на поддержание нефтедобычи, — северного шельфа восточнее Урала, как и новых слабо освоенных районов Восточной Сибири. Ведь в регионе, где эта свита простирается, уже есть вся необходимая инфраструктура, поэтому можно рассчитывать на меньшие затраты и меньший ущерб для окружающей среды. Вероятность обнаружения таких «пузырей» и залежей, связанных с ними, перспективна в районах с повышенным температурным градиентом. Это прежде всего Мансийская синеклиза с Красносельским, Салымским, Сургутским районами и территориями, прилегающими к ним. Вместе с тем я далек от эйфории.
Звучащие сейчас цифры — 100 миллиардов тонн запасов — кажутся фантастическими. Вообще, вести конкретный разговор о том, сколько нефти можно получить от освоения баженовского комплекса, некорректно, пока не разработана методика прогноза «коллекторов-пузырей», их число и пространственное нахождение. Необходимы систематические измерения тангенциальных напряжений в бурящихся скважинах, картографические данные позволят прогнозировать перспективные зоны распространения «коллекторов-пузырей». Но для этого, в свою очередь, нужен соответствующий прибор, глубинный тензометр, которого у нефтяников нет, а его создание даже не стоит на повестке дня.
Желательно, чтобы нефтяные компании, государство проявили интерес к этой проблеме.
Комментариев нет:
Отправить комментарий