¦ 5.1. Продуктивность осадочных отложений Охино-Эхабинского района. 108
I
I
• 5.2. Физико-литологическая характеристика
¦ нефтегазоносных пластов и их продуктивность. 112
5.3. Закономерности изменения продуктивности месторождения Эхаби. 118
¦ ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 127
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ | ДИССЕРТАЦИИ 128
I СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 129
Введение
¦ ВВЕДЕНИЕ.
¦ На Северном Сахалине многие месторождения нефти и газа эксплуатируются свыше 65 лет (Оха, Катангли, Эхаби и др.) и по-прежнему
щ являются одними из основных объектов добычи. В настоящее время они
_ вступили в период падающей добычи. Для эффективной организации добычи
™ нефти в этот период необходимо значительно дополнить и
¦ усовершенствовать имеющиеся геологические модели. Необходимо не только пополнить их имеющимся геологическим материалом, но и
щ расширить в качественном отношении, включив в них новые зависимости
_ между первичными геологическими факторами и продуктивностью
¦ месторождения в целом, и отдельных скважин в частности. За десятилетия I разработки скопилось громадное количество сведений о работе
эксплуатационных скважин (отработанное время, среднесуточные дебиты, Щ накопленная добыча), которые по разным причинам не использовались при
принятии решений относительно совершенствования дальнейшей разработки месторождений. Одновременно с этим, необходимо учитывать огромное
¦ количество первичных геологических, минералогических, палеонтологических и др. данных, полученных в результате бурения и
щ исследования нескольких тысяч скважин суши острова.
и Ранее некоторыми исследователями проводились работы по
¦ обобщению имеющегося геологического материала (ссылки). Нами проведен
¦ анализ и обобщение всего накопленного геологического материала по месторождению, используя современные представления о взаимосвязи
щ тектоники и осадконакопления, о роли разномасштабных геодинамических
_ процессов на локализацию скоплений нефти и газа и на продуктивность
¦ отдельных участков месторождения.
¦ Особенно актуальной для нефтегазодобывающего комплекса Северного Сахалина является проблема снижения темпа падения добычи
щ нефти и газа и, следовательно, продления срока эксплуатации
месторождений суши острова. Поэтому требуется дополнить полученную
™ комплексную геологическую модель месторождения результатами оценки
I эксплуатационных характеристик (изменение накопленная добычи и дебитов
флюидов из скважин во времени). Определение взаимосвязи между промысловыми и геологическими параметрами позволит выявить геологические критерии, оказывающие наибольшее и ранее не учитывавшееся влияние на продуктивность осадочных отложений.
В качестве объекта исследований выбрано месторождение Эхаби, входящее в состав Охино-Эхабинской антиклинальной зоны, отличительной чертой которого от других площадей названной зоны (по мнению многих — предшествующих геологов) является относительно простое геологическое
¦ строение, практически ненарушенное разломной тектоникой. Поэтому оно
I I I I
I I I I I I I I
I I I
является лучшим объектом для выявления закономерностей развития. Это месторождение эксплуатируется с 1937 года и по настоящее время является одним из основных объектов добычи нефти на Северном Сахалине.
Решение поставленной проблемы потребовало разработать в палеогеографические и литолого-фациальные реконструкции месторождения Эхаби, анализ которых, вкупе с результатами других исследований, позволил выявить новые закономерности геологического строения неогеновых отложений Охино-Эхабинской антиклинальной зоны, уточнить особенности формирования природных резервуаров, создать геологическую основу продления срока эксплуатации малых месторождений Сахалина.
Цель работы - выявление особенностей геологического строения и условий образования продуктивных отложений Охино-Эхабинского нефтегазоносного района и установление новых геологических критериев, влияющих на эффективность разработки месторождений на поздней стадии
^ эксплуатации.
Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:
1) произведена интеграция разрозненных геолого-геофизических данных, накопленных на месторождении за более чем 65-летнюю
I
¦ историю его эксплуатации в единую базу цифровых данных, что I позволило наряду с традиционными геологическими
«Оханефтегаз», Геофизическая контора). Автором обработаны и оцифрованы
I
¦ каротажные материалы глубокого поискового, разведочного и
¦ эксплуатационного бурения 166 скважин, пробуренных за период с 1936 по 2002 год, упорядочены и систематизированы данные промыслово-
I геофизических исследований, результаты испытания скважин, материалы
петрографических анализов керна и результаты эксплуатации Эхабинского
I месторождения в целом за 65 лет. В диссертации использованы или учтены
¦ данные многочисленных опубликованных работ, а также фондовые материалы СахалинНИПИморнефть.
¦ Структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения. Диссертация изложена на 140 стр., в том числе содержит 39 рисунков и схем, 3 таблицы. Список литературы насчитывает 102
I
I
I
наименования.
I
_ Автор приносит благодарность научному руководителю доктору
¦ геолого-минералогических наук, профессору, заведующему кафедрой
¦ «Теоретических основ поисков и разведки нефти и газа» Филиппову В.П. Автор выражает глубокую признательность доктору геолого-
¦ минералогических наук, профессору Ульмасваю Ф.С. за поддержку, наставничество, неоценимую помощь в написании работы, искренне благодарит к.г.-м.н. Деревскову Н.А., к.г.-м.н. Попович Т.А., Кравченко Т.И.,
— Добрыниной С.А., Доценко Е. В., Тугулуковой В.А. и другим сотрудникам
¦ лаборатории осадочных бассейнов ИПНГ за помощь в процессе работы над
¦ диссертацией. Автор признателен д.г.-м.н. Ермолкину В.И., д.г.-м.н. Каламкарову, д.г.-м.н. Чахмахчеву В.А. и всем сотрудникам кафедры
щ «Теоретических основ поисков и разведки нефти и газа» РГУ нефти и газа
— им. И.М. Губкина за содействие и ценные советы в процессе работы над
¦ диссертацией.
I
¦ ГЛАВА 1. КРАТКИЙ ОБЗОР ИСТОРИИ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ИЗУЧЕН-| НОСТИ РАЙОНА.
История изучения суши о. Сахалин берет начало с 1888 года, когда от-Р ставной лейтенант Григорий Зотов, наследник купца Иванова, получив право
¦ владения отводным участком в тысячу десятин, начал вести поиски нефти. Первым геологом того времени был горный инженер Л.Ф. Бацевич, который
¦ в 1889 году провел обследование территории в северо-восточной части острова и впервые показал на карте Охинское, Ногликское, Старо-Набильскос,
Щ Пильтунское и Ратмановское нефтепроявления, оказавшиеся впоследствии
т месторождениями.
Впервые централизованная добыча углеводородного сырья началась в Щ 1923 году, после ввода в разработку Охинского месторождения нефти. Уже в
1925 году годовая добыча нефти по месторождению составляла около 20 000 тонн. С этого момента, послужившего толчком к развитию нефтяной отрасли Сахалина, начинается новый этап геологического изучения, направленный на расширение минерально-сырьевой базы нефти и газа и связанный с геологи-Щ ческими экспедициями П. И. Полевого, А. Н. Криштофовича, С. И, Миронова
и др.
Одними из основных областей исследования, занимавших геологов в I начале изучения геологического строения Северного Сахалина, были вопро-
Начало определения возраста свит положил И.П. Хоменко [85]. В 1927 г. по фауне, отобранной Д.И. Дамперовым, возраст нутовской свиты определен И.П. Хоменко как верхнеплиоценовый, а нижележащая окобыкайская I свита отнесена к нижнему плиоцену. Позже И.П. Хоменко (1931) палеонто-
логически обосновал расчленение верхнего плиоцена на наднутовскую и ну-I товскую свиты [23]. Выделенные в различных районах острова свиты требо-
¦ валось увязать между собой, проследив их границы, объем, установить возраст отдельных свит. В связи с этим, С.Н. Алексейчиком [3] было предложе-
I
Щ
I I
I
¦ но ввести дополнительную, еще более крупную, чем свита стратиграфиче-I скую единицу - серию. В основу выделения серии им положены такие критерии, как режим и особенности основных складчатых колебательных движе-
¦ ний третичного времени, которые определяли крупные циклы накопления _ осадков, общность вещественного состава последних и общее генетическое • родство и фациальные особенности пород, входящих в состав серии, общ-
¦ ность фауны.
В 1953 г. Е.М. Смеховым опубликована работа «Геологическое строе-
I ние острова Сахалина и его нефтегазоносность» [74]. В ней обобщены ре-
зультаты изучения палеозойских, меловых и третичных отложений, получен-
¦ ные к тому времени. В работе подробно рассмотрены вопросы истории фор-
¦ мирования современной геологической структуры острова и истории накопления осадков в различные эпохи третичного периода. Большое внимание ав-
¦ тор уделил вопросам формирования нефтяных залежей.
Исследования условий образования миоценовых отложений Северного Ш Сахалина, их фациальных особенностей и нефтеносности продолжены С.Н.
¦ Алексейчиком [1, 2]. В геологической истории северного Сахалина он определил ритмичность кайнозойских колебательных движений. В каждый из
¦ выделенных автором монографии ритмов входят осадки трансгрессивного типа, слагающие нижнюю часть ритма и начинающиеся угленосными тол-
I щами, и осадки регрессивного типа, залегающие вверху ритма. Основным
¦ источником сноса в течение миоценового времени, по мнению автора, являлась материковая часть Дальнего Востока.
¦ Впоследствии в региональную стратиграфическую схему неогеновых отложений Северного Сахалина были внесены поправки из-за трудности рас-
1 членения кайнозойских образований на седиментационные серии. Поэтому
т разрез неогена северо-сахалинского прогиба был подразделен на местные
¦ гинский, окобыкайский, нутовский и помырский [66, 67].
I
I
¦ Тем не менее, возникало много споров вокруг выделения литологиче-
¦ ских тел (свит), соответствия их принятым стратиграфическим разбивкам. Так, в разное время проходила дискуссия о выделении части отложений ну-
щ товской и окобыкайской свит в самостоятельную свиту - эхабинскую [23,
_ 75]. Другими исследователями [41, 61] выделенная свита названа «переход-
¦ ной» пачкой. Однако, как выяснилось позже, границы указанной пачки труд-Щ но было установить из-за литологической изменчивости пород, имеющей место в различных районах северо-восточной части острова.
Щ В последующие годы исследование стратиграфии осадочных толщ Се-
верного Сахалина осуществлялось по двум главным направлениям: 1) ком-
• плексное изучение разрезов кайнозойских образований в новых районах Се-
¦ верного Сахалина по материалам параметрического и поискового бурения — расчленение, обоснование возраста, межрайонная корреляция отложений; 2)
I детальное расчленение и корреляция разрезов основной нефтепродуктивной
толщи (нижней части нутовской, окобыкайской и верхней части дагинской
¦ свит) в промысловом районе северо-восточного Сахалина [7].
¦ В связи с началом разведочного бурения на шельфе острова принятая стратиграфическая схема [68] была дополнена новыми сведениями и значи-
¦ тельно усовершенствована [56]. В 1990 г. в эту схему были внесены существенные дополнения, касающиеся главным образом, датировки даехуринского
I горизонта, с учетом изменений и дополнений, полученных в результате страти-
¦ графических исследований Б.А.Сальниковым с коллегами в последние годы [99].
¦ В опубликованных в последнее время монографиях [20, 87] объединены и систематизированы сведения по стратиграфии и литологии кайнозоя
Эхабинский нефтяной промысел является одним из старейших нефтепромыслов на Сахалине и в России. Первые сведения о нефтеносности Эха-щ бинского района были получены в 80-х годах прошлого столетия от кочую-
щих оленеводов-тунгусов, которые сообщали о наличии нефти «во многих местах» по восточному побережью Сахалина между заливом Уркт и мысом Ш Ратманова.
Период исследования и эксплуатации месторождения можно условно Щ разделить на 4 этапа. Деление на этапы исследования сделано для того, что-
_ бы систематизировать период эксплуатации месторождения. Конечно, такое
™ расчленение весьма условно. Работы, проводившиеся в одном этапе, продол-
I
I
— жались в следующем, при получении новых данных проводилась переоценка
I уже имеющихся и т.д.
К первому этапу относятся рекогносцировочные и площадные геолого-Щ съемочные работы по исследованию Эхабинской площади, которые начались
_ в 1907 г. Окончанием первого периода отмечает бурение первой разведочной
• скважины (1936 г.), подтвердившей предположение о промышленной нефте-
Щ носности месторождения.
Вторая стадия - период с 1937 по 1949 гг. В это время велось интен-Щ сивное бурение месторождения, на данных которого основывались исследо-
ш вания по стратиграфии, литологии, оценке фильтрационно-емкостных
¦ свойств, гидрогеологии, продуктивности. Результатом этого периода иссле-
¦ дований является подсчет запасов нефти, проведенный в 1949 году [102]. К началу проведения первого подсчета запасов нефти на месторождении Эхаби
Щ было пробурено выше 300 скважин. Всего же на месторождении к настояще-
му моменту пробурена 431 скважина (по состоянию на 01.01.2002 г.).
¦ Третьим этапом исследования месторождения является период с 1949
¦ по 1967 гг. В это время велась устойчивая добыча нефти из продуктивных пластов. В эксплуатацию были введены залежи XII и XV пластов (1950 г.),
¦ начали применяться вторичные методы добычи, а именно: закачка в пласт газовоздушной смеси, а затем воды. Применение новых методов исследования
I (сейсмические работы, электропрофилирование) позволили уточнить геоло-
¦ гическое строение Эхабинской площади. Одновременно продолжалась научная работа по определению условий образования осадков и восстановлению
I палеогеографической обстановки. «Подсчет запасов нефти месторождения
С.З.Эхаби на 01.01.1967 г.» [96], проведенный коллективом геологов под ру-
М ководством О.В. Меркушева подытоживает третий период эксплуатации ме-
¦ сторождения.
Четвертым этапом разработки и исследования месторождения Эхаби I является период с 1967 года по настоящее время. В начале этого этапа про-
должались работы по уточнению геологического строения, но вскоре интерес
1
¦ исследователей к месторождению Эхаби иссяк. На Северном Сахалине в это Ш время начинают разрабатывать новые месторождения Монги, Сабо, открыто
газовое месторождение Узловое и многие другие. Решение новых производ-Щ ственных задач стало основным фактором, отвлекшим внимание геологов от
_ Эхабинского месторождения. К тому же, поведенные ранее работы позволи-
¦ ли создать достаточно надежную картину геологического строения месторо-
¦ ждения.
Указанные выше этапы рассмотрены более подробно.
I Первый этап, рекогносцировочный. В 1907 году была организована
экспедиция Геолкома под руководством Э.Э. Анерта, основной задачей кото-
¦ рой было проведение геолого-съемочных работ. В результате была отмечена
¦ «громадность протяжения и непрерывность полосы нефтяных выходов» вдоль восточного побережья Северного Сахалина.
¦ Следующая экспедиция Геолкома была направлена сюда в 1908 г. под руководством геологов П.И. Полевого и Н.Н. Тихоновича. Этим исследова-
¦ телям удалось подразделить третичные отложения, выходящие на дневную
¦ поверхность, на свиты и определить общее погружение пород на север. Кроме того, ими было высказано предположение что «нефтеносные породы Са-
¦ халина окажутся, вероятно, сильно дислоцированными».
Начиная с 1918 г., детальные исследования Охино-Эхабинского нефте-
I носного района проводились японскими геологами, и к 1919 г. по результа-
т там которых сложилось представление об антиклинальном строении района.
Позднее, с 1925 г., планомерным исследованием северо-восточного Сахалина
I начал заниматься Всесоюзный Геологический комитет.
А.И. Косыгин [47, 48], работавший здесь в 1925-26 гг., в отчете о про-1 деланной работе впервые отметил наличие поверхностных нефтепроявлений
¦ на участке, прилегающем с севера к площади Эхаби. Им проведено описание пород, слагающих Эхабинскую площадь, и установлено наличие относитель-
¦ но пологой антиклинальной складки. Существование Эхабинской антикли-
I
I
¦ нальной складки, отходящей от Восточно-Эхабинской антиклинали к северо-
¦ западу, было подтверждено в 1929 г. горными работами Н.В. Шахова.
В 1927 г. коллектив геологов горно-геологической экспедиции под ру-
Щ ководством Н.А. Худякова производил геологические исследования в нефте-
носных районах восточного побережья Северного Сахалина. Основными
¦ объектами работ геологических партий были: Нутовский район, район Охин-
¦ ской нефтяной концессии и район между реками Кыдыланьи и Эхаби. После осмотра месторождения Эхаби1 П.И. Полевой установил, что верхние гори-
I зонты, слагающие Эхабинскую антиклинальную складку, представлены
слоями нутовской свиты (строение осадочной толщи подробно описывается в
Ш главе 2). Он подтвердил и уточнил строение складки (см. выше), проследив
¦ погружение ее оси на север.
Непосредственно к изучению строения Эхабинской складки приступил
¦ в 1930 г. В.В. Ишерский [42], производивший геологическую съемку Эхабинской площади в масштабе 1:50 000. В результате проведенных работ ав-
¦ тор определил размеры антиклинальной складки, установил асимметрию
¦ крыльев и отметил, что складка разбита поперечными и диагональными нарушениями на ряд блоков. В разрезе отложений, участвующих в строении
¦ Эхабинской складки, В.В. Ишерский выделил (сверху вниз) следующие свиты: 1. наднутовскую, 2. нутовскую, 3. эхабинскую и 4. окобыкайскую.
I Одновременно с В.В. Ишерским в 1930 г., обобщая результаты работ
ш двух японских геологов Найто и Таяма (геологи концессионера), наблюда-
тель2 И.Б. Плешаков описал Эхабинскую складку как антиклиналь сундучно-
¦ го типа, с широким, пологим сводом и крутыми крыльями. По мнению И.Б. Плешакова на восточном крыле складки проходит нарушение типа надвига,
I по которому восточное крыло Эхабинской структуры разорвано по прости-
I I I
' В разное время Эхабинское месторождение именовалось Западно-Эхабинским, или Северо-Западное Эхаби (по-видимому, чтобы не путать с Восточным Эхаби). В настоящее время упоминается как Эхабинское или месторождение Эхаби. 2 В работе концессии принимали участие наблюдатели с советской стороны.
I
¦ ранию и надвинуто на Бирюканскую синклиналь в северо-восточном направ-
¦ лении.
В 1933 г. японским концессионером была заложена скважина 1/II в
щ своде Эхабинской антиклинали. На глубине 615 м скважина встретила песча-
ный пласт (XIII по Эхабинской номенклатуре3), который при испытании дал
¦ промышленный приток (около 17 т/сутки) легкой нефти. На глубине 652-677
¦ м из мелкозернистого песчаника XIV пласта также был получен приток нефти в промышленных количествах.
I В 1935 году на территории Эхабинского месторождения проводил де-
тальную, в масштабе 1:10 000, геологическую съемку Н.В. Шахов, допол-
¦ нивший имеющиеся сведения об орогидрографии, тектонике, стратиграфии и
¦ нефтеносности района новыми данными. Исходя из полученных материалов и учитывая результаты бурения скважины 1/II, Н.В. Шахов рекомендовал
I разведывать более глубокие горизонты окобыкайской свиты, заложив разве-
дочную скважину в междуречьи Большой и Малый Гиляко-Абунан, как рай-I оне наиболее перспективном. Как оказалось впоследствии, такой выбор мес-
¦ та заложения скважины был ошибочным. В другой своей работе [86], Н.В. Шахов привел фактический материал по тектоническому строению Эхабин-
¦ ского района и дал послойное описание эхабинской и нутовской свит. На основании результатов бурения скважины 1/П, автор рекомендовал заложить в
¦ северной части Эхабинской антиклинальной структуры 11 скважин, глуби-
¦ ной от 700 до 1300 м.
В 1935-36 г.г. на площади Эхабинского месторождения работал геолог I Н.П. Будников. Обобщив все проведенные к тому времени геологические ис-
следования и дополнив их своими наблюдениями, автор представил деталь-I ную (в масштабе 1:10 000) геологическую карту района, которой пользова-
¦ лись геологи до 1960-70 гг. почти в неизмененном виде. В отчете (1936 г.) В.П. Будников подробно описал стратиграфию и тектонику площади Эхаби и
I уточнил детали строения складки. Согласно его представлениям, Эхабинская
¦ 3 Для большинства месторождений Северного Сахалина принята собственная номенклатура пластов.