Кузьменко Тетяна Миколаївна Ефективна геолого-геофізична модель осадового чохла Каркінітського прогину для ви­рішення нафтогазопошукових задач

Краткое описание

Кузьменко Тетяна Миколаївна, науковий співробітник відділу проектування систем розробки родовищ нафти та газу відділення розробки родовищ нафти та газу цен­тру розробки родовищ вуглеводнів Дп «Науканафтогаз» НАК «Нафтогаз України»: «Ефективна геолого-геофізична модель осадового чохла Каркінітського прогину для ви­рішення нафтогазопошукових задач» (04.00.22 - геофізи­ка - геологічні науки). Спецрада Д 26.001.42 у Київському національному університеті імені Тараса Шевченка

Київський національний університет
імені Тараса Шевченка
Кваліфікаційна наукова
праця на правах рукопису
Кузьменко Тетяна Миколаївна
УДК: 550.834
ЕФЕКТИВНА ГЕОЛОГО-ГЕОФІЗИЧНА МОДЕЛЬОСАДОВОГО ЧОХЛА
КАРКІНІТСЬКОГО ПРОГИНУ ДЛЯ ВИРІШЕННЯ
НАФТОГАЗОПОШУКОВИХ ЗАДАЧ
Спеціальність 04.00.22 – геофізика
Подається на здобуття наукового ступеня
кандидата геологічних наук
Дисертація містить результати власних досліджень. Використання ідей,
результатів і текстів інших авторів мають посилання на відповідне джерело
___________________________
(підпис, ініціали та прізвище здобувача)
Науковий керівник: Трипільський Олександр Андрійович,
доктор геолого-мінералогічних наук,
старший науковий співробітник
Київ – 2017

ЗМІСТ
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ................................................................ 10
ВСТУП................................................................................................................ 12
1 РОЗДІЛ Геолого-геофізичнавививченістьтагеологічна будова
Каркінітського прогину ..................................................................................... 18
1.1 Огляд геолого-геофізичних досліджень ...................................................18
1.2 Структурно-тектонічна будова Каркінітського прогину.........................24
1.3 Літолого-стратиграфічна характеристика району робіт ..........................29
1.4 Нафтогазоносність ділянки досліджень ...................................................36
1.5 Геологічна модель формування відкладів нижньої крейди.....................39
2 РОЗДІЛ МЕТОДИ ТА ТЕХНОЛОГІЇ ГЕОЛОГО-ГЕОФІЗИЧНОГО
МОДЕЛЮВАННЯ ............................................................................................. 45
2.1 Класифікація геолого-геофізичних моделей по стадіях
геологорозвідувальних робіт від прогнозних до визначених компонент моделі
45
2.2 Сейсмогеологічне моделювання ...............................................................51
2.3 Програмно-технологічні засоби побудови моделей перспективних
об’єктів та родовищ вуглеводнів........................................................................53
2.4 Концепція ефективної сейсмогеологічної моделі ....................................58
3 РОЗДІЛ МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ СЕЙСМОГЕОЛОГІЧНИХ УМОВ
ОСАДОВОГО ЧОХЛА ...................................................................................... 65
3.1 Підготовка геолого-геофізичних даних для побудови ефективної
сейсмогеологічної моделі ...................................................................................65
3.1.1 Деякі аспекти підготовки даних ГДС до задач прогнозування
характеристик геологічного розрізу........................................................... 65
3.1.2 Цифрова обробка 2D сейсмічних даних Каркінітського прогину 73
3.1.3 Структурно-тектонічна інтерпретація та аналіз сейсмічних даних77
3.2 Сеймоатрибутний аналіз............................................................................84
3.2.1 Інверсія сейсмічних даних .............................................................. 90
9
4 РОЗДІЛ ПОБУДОВА ЕФЕКТИВНОЇ МОДЕЛІ ВІДКЛАДІВ ОСАДОВОГО
ЧОХЛА КАРКІНІТСЬКОГО ПРОГИНУ........................................................ 100
4.1 Алгоритм побудови ефективної геолого-геофізичної моделі ............... 100
4.2 Побудова літолого-швидкісної моделі, генерація та аналіз синтетичних
сейсмічних даних .............................................................................................. 103
4.3 Модель розподілу ділянок з покращеними колекторськими
властивостями перспективних відкладів деяких родовищ ............................. 125
ВИСНОВКИ ..................................................................................................... 148
Список використаних джерел.......................................................................... 150
10
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ
2D – 2 dimensional
2ДМСГТ – двовимірний метод спільної глибинної точки
3D – 3 dimensional
AVO – Amplitude versus offset
BS –BlackSea
CDP – common deep point
OFM – Oil Field Manager
UBS – UkraineBlackSea
АІ – акустичний імпеданс
АК – акустичний каротаж
БК – боковий каротаж
ВВ – вуглеводні
ВСП – вертикальне сейсмічне профілювання
ГВК – газо-водяний контакт
ГГКг – гамма-гамма каротаж густинний
ГГМ – геолого-геофізичної моделі родовища
ГДС – геофізичні дослідження свердловин
ГК – гамма каротаж
ГСЗ – глибинне сейсмічне зондування
ГФН – фази нафтогазоутворення
ДАК – Державна атестаційна комісія
ДВП – Державне виробниче підприємство
ДГП – Державне геофізичне підприємство
ДП – Дочірнє підприємство
ЗСП – зондуванням методу становлення поля
ІГН НАНУ – Інститут геологічних наук Національної академії наук
України
КМЗХ – кореляційним методом заломлених хвиль
Кп – коефіцієнт пористості
11
МВХ – методом відбитих хвиль
МПЗ – мікропотенціал зонд
МСГТ – методом спільної глибинної точки
НГК – нейтронний гамма каротаж
НГО – нафтогазова область
НДОЗ – неперервного дипольного осьового зондування
ПГР – прогнозування геологічного розрізу
РСР – Радянська соціалістична республіка
СГТ – спільна глибинна точка
СЄП – Східноєвропейська платформа
СРСР – союз радянських соціалістичних республік
УкрДГРІ – Український державний геологорозвідувальний інститут
12
ВСТУП
Актуальність теми. Каркінітський прогин є основним джерелом покладів
вуглеводнів в межах північно-західного шельфу Чорного моря. Переважна
більшість родовищ пов’язана з палеоценовою та олігоценовою товщею
(майкопські відклади), що представлена локальними підняттями і вже є
достатньо вивченими в пошуково-розвідувальному плані та з дослідженими
продуктивними товщами. Значне збільшення ресурсного потенціалу
Каркінітського прогину можливо при вивченні перспективних відкладів
крейди. Одним із напрямків вирішення даної задачі є застосування методів
синтетичного сейсмічного моделювання та прогнозування ділянок з
покращеними колекторськими властивостями разом з комплексом методів
обробки-інтерпретації наявних геолого-геофізичних даних та їх інтеграцією в
єдину ефективну модель відкладів осадового чохла Каркінітського прогину.
Застосування сучасних інформаційних технологій під час вирішення
геофізичних задач забезпечує високий рівень оцінки геолого-геофізичних
властивостей перспективних відкладів в умовах північно-західного шельфу
Чорного моря.
У зв’язку з цим, актуальною є питання розробки ефективної геологогеофізичної моделі відкладів осадового чохла, що забезпечує підвищення
однозначності результатів пошукових робіт шляхом дослідження геологопетрофізичних властивостей розрізу, що впливають на сейсмічне хвильове поле
та виконання прогнозу характеристик розрізу об’єкту досліджень.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами.
Дисертаційну роботу виконано на кафедрі геофізики Київського національного
університету імені Тараса Шевченка в рамках бюджетної теми № 11БФ049-02
«Розробка теорії та методології побудови динамічних геолого-геофізичних
моделей геологічних об’єктів і процесів». Автор брала безпосередню участь у
виконанні госпдоговірних і держбюджетних досліджень в ДП «Науканафтогаз»
Національної акціонерної компанії «Нафтогаз України» за темою: «Уточнення
та комплексна оцінка перспектив нафтогазоносності з визначенням напрямків
13
подальшого освоєння ресурсів центральної частини Каркінітського прогину на
основі сучасних технологій інтерпретації 2Д МСГТ сейсмічних даних минулих
років», номер державної реєстрації У-09-258(м)/3.
Метою роботи є підвищення ефективності нафтогазопошукових робіт у
межах акваторії північно-західного шельфу Чорного моря за рахунок
застосування сучасних технологій геолого-геофізичного та синтетичного
сейсмічного моделювання осадових товщ.
Основні задачі досліджень:
1) Систематизувати методи та технології, що використовуються для
прогнозування покладів вуглеводнів на основі геолого-геофізичного
моделювання. Окреслити не вирішені задачі та не реалізовані можливості
методів.
2) Проаналізувати акустичні характеристики стратиграфічних товщ
Каркінітського прогину та змоделювати серію синтетичних сейсмічних розрізів
з різними варіаціями колекторських властивостей розрізу для дослідження
характеристик хвильового поля, як складової процесу побудови комплексної
геолого-геофізичної моделі перспективних відкладів Каркінітського прогину.
4) Виконати прогнозування властивостей перспективних відкладів на
основі методів сейсмоатрибутного аналізу, інверсії сейсмічних даних та
технологій петрофізичного моделювання.
5) Розробити алгоритм та ефективну геолого-геофізичну модель
перспективних відкладів осадового чохла Каркінітського прогину на основі
інтеграції наявних геолого-геофізичних даних.
6) Інтегрувати розроблені методичні засади в процес обробкиінтерпретації даних як складових процесу побудови ефективних моделей
перспективних об’єктів.
Об’єкт дослідження: сейсмогеологічні характеристики осадового чохла
Каркінітського прогину та їх фізичні властивості, відклади верхньої і нижньої
крейди.
14
Предмет дослідження: вплив літолого-петрофізичних властивостей на
сейсмічне хвильове поле, методи та технології побудови ефективних геологогеофізичних моделей.
Методи досліджень: методи цифрової обробки та інтерпретації
сейсмічних даних, сучасні технології комплексного аналізу геологічних та
геофізичних даних, побудови об’ємних моделей геологічних середовищ,
програмно-технологічні підходи моделювання сейсмічного хвильового поля.
Наукова новизна одержаних результатів:
1) Вперше досліджений вплив відкладів нижньої та верхньої крейди на
характеристики хвильового поля осадового чохла Каркінітського прогину на
основі застосування синтетичного сейсмічного моделювання;
2) Визначені акустичні характеристики осадового чохла та їх взаємозв’язок
між літологічними та петрофізичними властивостями об’єкту досліджень;
3) Шляхом дослідження на кількісному рівні просторового розподілу
коефіцієнтів відкритої пористості доповнені уявлення про розподіл ділянок з
покращеними колекторськими властивостями на основі ефективної геологогеофізичної моделі перспективних об’єктів осадового чохла Каркінітського
прогину;
4) Розроблений алгоритм та побудована ефективна геолого-геофізична
модель фрагменту Каркінітського прогину північно-західного шельфу акваторії
Чорного моря.
Практична цінність і впровадження результатів роботи.
1. Практична цінність роботи полягає в підвищенні ефективності
пошуково-розвідувальних робіт на нафту та газ в межах північно-західного
шельфу Чорного моря шляхом застосування синтетичного сейсмічного
моделювання.
2. Аналіз сейсмогеологічних умов на основі застосування синтетичного
сейсмічного моделювання може бути впроваджений у методико-технологічну
схему дослідження перспективних нафтогазоносних об’єктів північно-західного
шельфу Чорного моря.
15
3. Побудована тривимірна модель розподілу коефіцієнтів відкритої
пористості дозволяє виконувати гідродинамічне моделювання перспективних
об’єктів та зменшити геолого-економічні ризики при закладенні нових
свердловин за рахунок використання моделі розподілу ділянок з покращеними
колекторськими властивостями.
Особистий внесок здобувача.
Основні теоретичні положення та методичні результати, що наведені в
дисертаційній роботі, отримані здобувачем особисто. Автору належить ідея
розробки алгоритму побудови ефективної геолого-геофізичної моделі та
верифікації характеристик хвильового поля шляхом моделювання зі змінними
швидкісними та петрофізичними параметрами у відкладах нижньої та верхньої
крейди Каркінітського прогину. Робота [1, 10, 12] виконана самостійно.
У роботах, які опубліковані у співавторстві, особистий внесок здобувача
полягає в наступному:
Дослідження впливу математичних параметрів на геологічні
характеристики та область застосування моделей і їх відповідність природним
процесам розглянуто в роботі [2, 7] у співавторстві.
У роботі [3, 9]– виконання комп’ютерного моделювання, на основі
петрофізичних досліджень, геофізичних досліджень свердловин (ГДС) та
відомостей про геологічну будову.
Вибір оптимального алгоритму міграційних перетворень, що визначає
ключові параметри відображення структурно-тектонічних елементів та
динамічних особливостей поведінки хвильового поля досліджуваного об’єкту
представлено у роботі [4].
У роботі [5, 11] автору належить виділення головних аспектів побудови
геолого-геофізичних моделей родовищ вуглеводнів та їх застосування в
сучасному геологорозвідувальному процесі, проведено класифікацію геологогеофізичних моделей за стадіями геологорозвідувальних робіт.
Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації та
результати досліджень доповідалися на:
16
 73rd EAGE Conference & Exhibition incorporating SPE EUROPEC,
Vienna, 23-26 May, 2011;
 Х Міжнародна конференція «Геоінформатика: теоретичні та прикладні
аспекти», 10-13 травня 2011 року, Київ;
 IV Всеукраїнська наукова конференція-школа «Сучасні проблеми
геологічних наук» 16-20 квітня 2012 року, Київ;
 ХІІ Міжнародна конференція «Геоінформатика: теоретичні та прикладні
аспекти», 13-16 травня 2013 року, м. Київ;
 Міжнародна науково-практична конференція «Нетрадиційні джерела
вуглеводнів в Україні: пошуки, розвідка, перспективи», 27 - 29 листопада 2013
р., Україна, м. Київ;
 Міжнародна науково-технічна конференція «Геопетроль-2012» (Польща,
2014 р.);
 Міжнародна науково-практична конференція «Нафтогазова енергетика2015», Івано-Франківськ, 2015 р.
Публікації. За темою дисертації опубліковано 12 наукових робіт, серед
яких 4 статті у вітчизняних фахових виданнях, що входять до переліку МОН за
спеціальністю дисертації, одна зарубіжна стаття та 7 тез доповідей у збірниках
матеріалів міжнародних та всеукраїнських конференцій.
Структура і обсяг дисертації.
Дисертаційна робота складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків та
списку використаних джерел (що налічує 101 найменування). Загальний обсяг
дисертації – 162 сторінки, робота містить 82 рисунки та 3 таблиці.
Роботу виконано на кафедрі геофізики Київського національного
університету імені Тараса Шевченка під час навчання в аспірантурі.
Автор висловлює щиру подяку науковому керівнику, доктору геологічних
наук, професору Трипільському Олександру Андрійовичу за постійну
допомогу та сприяння при написанні дисертаційної роботи. Окрему подяку
автор висловлює завідувачу кафедри геофізики, доктору геологічних наук,
професору Вижві Сергію Андрійовичу за методичні поради до написання
17
дисертаційної роботи. Автор також дуже вдячний компанії Tesseral
Technologies Inc. за люб’язне надання програмного забезпечення Tesseral 2D та
Tesseral Pro для виконання наукового дослідження та колективу науководослідного інституту ДП «Науканафтогаз» Національної акціонерної
компанії «Нафтогаз України» за співпрацю і надання матеріалів для виконання
дисертаційної роботи.

Список литературы

ВИСНОВКИ
У дисертаційній роботі на основі теоретичних та алгоритмічних розробок,
сучасних інформаційних технологій геолого-геофізичного моделювання:
1. Розроблено оригінальний алгоритм побудови ефективної геологогеофізичної моделі, що включає інтеграцію сейсмічних та свердловинних даних з
наступним комплексним аналізом та синтетичним моделюванням сейсмічного
хвильового поля.
2. На основі швидкісних характеристик побудована сейсмогеологічна
модель фрагмента структури Голіцина та Гордієвича. Змодельоване синтетичне
хвильове поле відображає основні аспекти зміни літологічних властивостей порід,
які виражені за допомогою зміни акустичної жорсткості та варіацій коефіцієнтів
пористості.
3. За даними сейсмічної інверсії вздовж регіонального 2D профіля UBS
94_049, що проходить у напрямку Пн-Пд через Каркінітський прогин,
виділяється границя переходу від теригенних до карбонатних відкладів
палеоцену за підвищенням значень акустичної жорсткості від 9400 до 15000
гр/см3 x м/с.
4. Доведено, що інтервал в якому отримані промислові припливи
вуглеводнів на родовищі Штормове, прослідковується на розрізі акустичного
імпедансу від родовища Штормове до потенційно перспективної структури
Північноштормова.
5. Доповнені уявлення щодо розподілу на кількісному рівні, ділянок з
покращеними колекторськими властивостями (підвищеними значеннями Кп) у
продуктивних інтервалах розрізу (родовищ Голіцинського, ПівденноГоліцинського) та на виявлених і підготовлених структурах по відкладах
крейди в межах фрагменту Каркінітського прогину Чорного моря.
6. Виконаний комплексний аналіз геолого-геофізичної інформації шляхом
інтеграції її в ефективну геолого-геофізична модель та адаптації в сучасні системи
обробки-інтерпретації та моделювання геолого-геофізичних даних.
149
7. Ефективність розробленої геолого-геофізичної моделі осадового
чохла Каркінітського прогину підтверджуються результатами геологорозвідувальних робіт.