Развитие представлений о геологическом строении и условиях формирования неокомского комплекса Западной Сибири

Глава 3. Применение материалов сейсморазведки МОГТ-3Д при детальном  изучении неокомского клиноформного комплекса Западной Сибири.

Данные сейсморазведки МОГТ-3Д используются при структурных построениях, при  изучении геологического строения и  прогнозировании распределения  фаций и ФЕС коллекторов в  межскважинном пространстве.

При расчленении неокомского комплекса в качестве опорного нами использовался отражающий горизонт Б, приуроченный к кровле баженовской свиты, которая является уверенным региональным репером. Затем в разрезе трассировались другие устойчивые и протяженные на десятки километров горизонты, связанные, как правило, с трансгрессивными глинистыми пачками. Далее в полученном таким образом структурном каркасе выделялись менее выраженные в волновом поле сейсмические горизонты, приуроченные к более локальным (как правило до 10-20 км) песчано-глинистым продуктивным пластам. На изученных месторождениях у их западной границы происходит резкое изменение морфологии неокомских осадочных комплексов - отражающие горизонты из субгоризонтального залегания переходят в клиноформное. Восточная граница связана с прекращением прослеживания отражения в волновом поле. Таким образом, седиментационные циклы на широтных разрезах имеют сигмовидное строение с резко очерченным переходом на запад в клиноформу и восточной субгоризонтальной или моноклинальной частью. В сейсмическом волновом поле ачимовские отложения картировались по наличию осей синфазности, причленяющихся по схеме подошвенного прилегания к отражающему горизонту Б. В восточном направлении сейсмические горизонты либо прекращали прослеживаться, либо переходили в крутые клиноформы шельфовых террас. Достоверность картирования ачимовских перспективных объектов считается довольно низкой, хотя при благоприятных условиях, как показали исследования автора, возможно выделение различных фациальных зон с улучшенными ФЕС на седиментационных слайсах и картах динамических параметров.

Обоснованные в ряде работ приемы сейсмостратиграфии, использованные автором, позволили по конфигурациям отражений от горизонтов в волновом поле установить характер напластований, на основании чего можно сделать выводы об обстановке седиментации, гидродинамических условиях и палеорельефе. Данная методика основана на предположении, что каждый определенный седиментационный комплекс характеризуется особым сочетанием амплитуд, частот, конфигурации и непрерывности осей синфазности. Так, непрерывные отражения, как правило, характеризуются выдержаностью и равномерностью напластования отложений.

В работе показано, что сейсмофациальный анализ неокомских отложений на основе изучения изменений динамических характеристик сейсмической записи позволяет выполнять дальнейшую интерпретацию в соответствии с геологическим развитием исследуемой площади и принципиальной моделью, полученной на основании скважинных данных. При этом, исходя из изменения динамики волнового поля, удается выделять аномалии, связанные с проявлением палеоканалов, седиментационных тел, газовых залежей и других аномалий геологического разреза. Для установления приуроченности амплитудных аномалий (аномалии типа "яркое пятно") к газовым залежам или глинистому замещению нами применялся AVO-анализ, методика которого описана в соответствующем разделе данной главы.

Помимо изучения вертикальных разрезов сейсмического куба были использованы седиментационные слайсы, представляющие собой срезы сейсмического куба как по изохронным, так и по палеоизохронным поверхностям. Положение и форма слайсов рассчитывалась с заданным шагом на основе интерполяции между опорными сейсмическими горизонтами.

Выполненные автором исследования показали, что для изучаемых ловушек  характерна связь динамических параметров (амплитуда, частота и другие) с  эффективными толщинами коллектора, что позволило применять методы атрибутного сейсмоанализа. Для прогнозирования ФЕС с использованием сейсмических атрибутов нами было использовано несколько современных методик, подробно описанных в данной главе. К ним относятся: атрибутный анализ, в том числе с использованием нейронных сетей, AVO-анализ и сейсмическая инверсия.

Сейсмические атрибуты являются независимыми до определенной степени, так как  они не привносят дополнительной информации по сравнению с исходным сейсмическим полем. Смысл выполненного анализа сейсмических атрибутов  заключался в выделении и усилении свойств изучаемых неокомских отложений. Комбинируя атрибуты мы пытались увеличить вклад прогнозируемых ФЕС в комплексный атрибут, что, в ряде случаев, приводит к уточнению количественной оценки прогнозируемых параметров. В ходе исследований было установлено, что критериями выбора оптимальных карт сейсмических атрибутов служат: геологическое обоснование проявления седиментационных тел; достаточно высокая и устойчивая корреляционная зависимость сейсмических атрибутов и геологических параметров; хорошая визуальная сопоставимость принципиальных моделей по данным ГИС и выбираемых карт сейсмических атрибутов.

Учитывая, что линейные регрессионные  зависимости обладают рядом существенных недостатков, нами была использована методика нейронных сетей, дающая нелинейное решение задачи прогноза. Нейронная  сеть обрабатывает входную информацию (сейсмические атрибуты) в результате чего меняется внутреннее состояние  сети и формируется совокупность выходных сигналов. Под выходным сигналом понимается комплексный сейсмический атрибут, по которому с помощью геостатистического анализа можно количественно определить геологические параметры изучаемого разреза. Нейронная сеть так же обеспечивала более детальное картирование параметров при их плавной изменчивости вблизи скважин. Более того, применение нейронных сетей позволило нам получить достаточно высокие коэффициенты корреляции (до 0,9). Однако, основной проблемой использования нейронных сетей в исследованиях стал выбор количества атрибутов и устойчивость полученных результатов.

Для оценки качества прогноза с помощью  нейронных сетей нами была дополнительно  проведена сейсмическая инверсия, с  помощью которой возможен прямой пересчет волновых характеристик среды  в геологические параметры (коэффициент  пористости). Сложность прогноза заключается  в том, что вертикальная разрешенность сейсмического волнового поля, которое может служить опорой при интерполяции ФЕС в межскважинное пространство, гораздо меньше, чем вертикальная разрешенность данных ГИС. Так, данный метод хорошо работает при мощности слоев сопоставимых с 1/4 длины волны, что в условиях разреза, представленного частым чередованием пропластков (зачастую менее 1 м), не всегда выполняется. Это накладывает существенные ограничения в его использовании.

Выводы. При прогнозе коллекторских свойств в межскважинном пространстве не существует какого-то единого алгоритма. Все перечисленные выше методы имеют объективные ограничения, которые необходимо учитывать во избежании грубых ошибок при моделировании месторождений. Интерпретатор обязан выбрать технологию прогноза, исходя из конкретной ситуации на рассматриваемом месторождении и поставленной геологической задачи.

Глава 4. Комплексная интерпретация  данных сейсморазведки и каротажа при  изучении пространственных характеристик  и ФЕС в клиноформных отложениях Западной Сибири.

В данной главе приведены исследования, выполненные автором при изучении геологического строения клиноформных отложений ряда месторождений углеводородов Западной Сибири.

При изучении геологического строения неокомских отложений Западной Сибири наиболее сложными и важными этапами являются: определение стратиграфических границ продуктивных пластов, обоснование положения межфлюидных контактов и прогнозирование распределения коллекторов в межскважинном пространстве. Этим этапам уделено основное внимание в исследованиях автора, результаты которых приведены в данной главе.

При исследовании любого бассейна осадконакопления в первую очередь необходимо восстановить историю его развития. Автором  было принято, что все характерные  черты геологического строения, которые  устанавливаются на конкретных месторождениях, должны укладываться или, по крайней мере, не противоречить тем общим закономерностям, которые установлены для неокомских отложений Западной Сибири. При динамическом атрибутном анализе подбор сейсмических атрибутов для прогноза коллекторских свойств пласта выполнялся не только исходя из значений коэффициента корреляции, но и с позиции сопоставимости карты атрибута соответствующей принципиальной модели.

Для правильной геометризации залежей, особенно в условиях сильной литолого-фациальной изменчивости, сложной задачей оказался анализ межфлюидных контактов. Как было установлено автором при изучении ряда залежей в неокомском клиноформном комплексе Западной Сибири, основным контролирующим фактором служит не структурный или тектонический, а литологический фактор. Широко известны литологические ловушки, в которых роль флюидоупора по латерали играют зоны глинизации (замещения или выклинивания) коллектора. В данной работе показано, что общепринятое обоснование различия контактов в залежах наличием полной (по всей толщине пласта) зоны глинизации коллектора в ряде случаев не применимо.

В результате совместного анализа  сейсмических и скважинных данных в  шельфовых неокомских пластах рассматриваемых месторождений автором были выделены отдельные <черепицеобразные> пласты с различными уровнями водонефтяных контактов (ВНК). Было установлено, что различие в гипсометрии межфлюидных контактов объясняется наклоненными на запад глинистыми пропластками, которые, зачастую, имеют подчиненное значение в разрезе. Это обстоятельство делает затруднительным их выделение и трассирование.

Корреляция разрезов скважин считается  основополагающим этапом комплексной  интерпретации. Она используется в  качестве основы для последующих  этапов сейсмической интерпретации, анализа  межфлюидных контактов и моделирования. Комплексная корреляция продуктивных шельфовых пластов и ачимовской толщи по данным ГИС и сейсморазведки МОГТ-3Д была вынесена нами в отдельный этап, так как корреляция клиноформных отложений была значительно уточнена, и их строение оказалось гораздо сложнее, чем предполагалось в более ранних работах по рассматриваемым месторождениям. Совместный анализ данных сейсморазведки и исследований скважин позволил выделить на рассматриваемой территории в отложениях неокома основные сейсмостратиграфические комплексы: ачимовские клиноформные отложения и группу пологонаклоненных шельфовых пластов (БС₁₀, БС₁₂, БУ₁₇).

В процессе корреляции разрезов скважин  по рассматриваемым месторождениям Западной Сибири, нами логически выделены несколько этапов, выполнение которых  различается как методически (по способам и средствам решения), так  и геологически (по интервалам залегания коррелируемых границ). Основными из этих этапов являются следующие:

1. Корреляция стратиграфических  границ, соответствующих основным  отражающим сейсмическим горизонтам (как правило это трансгрессивные глинистые пачки);

2. Корреляция границ целевых  пластов согласно стратиграфическим  границам;

3. Комплексная корреляция разреза  клиноформного комплекса ачимовской толщи и шельфовых пластов группы Б по данным ГИС и сейсморазведки.

На изучаемых месторождениях детальная  корреляция отложений была выполнена  автором согласно принятой методике - выделение и прослеживание по каротажным диаграммам реперов с  устойчивыми геофизическими характеристиками в пределах изучаемой площади. В  качестве основных реперных границ принимались  локальные поверхности, связанные, как правило, с однородными породами, выдержанными как по мощности, так  и по простиранию, а в качестве дополнительных - поверхности, имеющие  устойчивые в пределах изучаемого месторождения  геофизические характеристики. К  таким реперам относятся: кровля баженовской свиты (горизонт Б), кровля сортымской свиты, а также региональные трансгрессивные глинистые пачки (чеускинская, пимская, <шоколадная> и другие).

За границы пластов принимались  стратиграфические поверхности, то есть те, которые прослеживались независимо от наличия или отсутствия коллектора в той или иной части интервала. Такой подход в условиях неокомского клиноформного комплекса в условиях сильной литолого-фациальной изменчивости и выклинивания пластов представляется автору наиболее правильным. Границы коллектора пласта в этом случае определялись на более позднем этапе - по результатам обработки данных ГИС в ранее выделенных стратиграфических интервалах пластов.

Комплексирование сейсмических и  промысловых данных имеет особенно важное значения в условиях клиноформного строения, когда одни и те же части разных клиноформ из-за схожести образов на каротажных диаграммах относятся к одному пласту. Такая ошибочная корреляция приводит к неправильному распределению коллекторов в разрезе, трудностям при обосновании контактов и, в конце концов, к построению неправильной геологической модели месторождения.

При исследовании свойств неокомских отложений, характеризующихся частым переслаиванием и линзовидным строением пластов, решение задачи прогнозирования разреза путем интерполяции свойств в межскважинном пространстве практически невозможно. Данные сейсмических исследований восполняют недостаток информации и позволяют выполнить более обоснованный и достоверный прогноз свойств резервуара в объеме.

При изучении ряда месторождений Западной Сибири нами было установлено, что в  том случае, когда коллектор, в  целом, имеет невыдержанное в  плане распространение (в том  числе и клиноформное), допустимым является прогнозирование зон глинизации, разделяющих залежь на части. При этом их контуры должны быть обоснованы (например, результатами интерпретации сейсморазведочных данных) и не противоречить имеющимся скважинным данным. Неявные клиноформы пластах, завершающих соответствующий этап некомпенсированного осадконакопления (неокомский этап) являются разновидностями литологических гидродинамических экранов. На основании сейсмических и скважинных данных в шельфовых неокомских пластах группы Б автором были выделены отдельные <черепицеобразные> пласты с различными уровнями ВНК. Судить о том являются ли внутренние границы комплексов гидродинамическими экранами, разделяющими разные залежи, можно по гипсометрии контактов. Чешуйчатое, пологонаклонное строение шельфовых пластов часто довольно сложно идентифицировать на кривых ГИС. При анализе ундаформной части неокомского разреза месторождений Западной Сибири исключительно по данным бурения, отложения коррелируются как покровные моноклинально залегающие пласты, в то время как на сейсмических разрезах явно прослеживается наклон пластов на запад.