;pptx

СВЕРХГИДРОСТАТИЧЕСКИЕ ПЛАСТОВЫЕ ДАВЛЕНИЯ В ГЕОФЛЮИДАЛЬНОЙ
СИСТЕМЕ ПРИРОДНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ НИЖНЕГО МЕЛА И ЮРЫ ЯМАЛЬСКОЙ
НЕФТЕГАЗОНОСНОЙ ОБЛАСТИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
Д.А. Соин (ООО «Газпром ВНИИГАЗ»)
Твердые, жидкие и газообразные составные части литолого-флюидальных систем земной коры
находятся под воздействием различных силовых полей, включая гравитационное. Горное давление
вышележащих пород имеет градиент около 2,3–2,4 т/м.
В свою очередь, геофлюиды – пластовая и поровая разноминерализованная вода, соответственно, в проницаемых природных резервуарах и внутри слабопроницаемых пород, нефть и газ в свободном состоянии в виде крупных залежей и микроскоплений в коллекторских горизонтах находятся под воздействием пластового и порового флюидальных давлений. Пластовое геофлюидальное давление в коллекторских горизонтах – важнейший параметр, от которого зависят условия поисков, разведки, подсчета запасов, освоения и эксплуатации месторождений и залежей углеводородов (УВ).
Различают пластовые давления (ПД) «нормальные», близкие к условному гидростатическому
давлению с градиентом 0,01 МПа/м (в диапазоне отношений Pпл/Pу.г. от 0,90 до 1,10) и аномальные, с
коэффициентом аномальности более 1,10 и менее 0,90.
Вопросы распространения аномальных давлений в различных геологических условиях разновозрастных осадочных бассейнов и теоретические проблемы их генезиса обсуждаются в ряде работ [1–3].
Универсальным «следствием», определяющим возникновение аномально-высоких пластовых давлений (АВПД), является затрудненный отток геофлюидов (воды, нефти, газа) из природных резервуаров по мере их генерации и эмиграции на фоне ухудшающихся емкостных свойств пород-коллекторов
(гравитационное уплотнение, эпигенетическая цементация и др.). Это отмечают практически все исследователи проблемы возникновения, распространения и сохранности ПД выше гидростатического.
В объеме осадочного чехла мезозойско-кайнозойского возраста Западно-Сибирской нефтегазоносной мегапровинции (ЗСМП) аномально-высокие флюидальные пластовые давления (АВФПД)
установлены в ее северных областях: Надым-Пурской, Пур-Тазовской, Гыданской и Ямальской, в
нижних горизонтах неокома и в юрском продуктивном комплексе. Изучению распространения, генезиса (возникновения и сохранности) и вопросам прогнозирования АВПД Западной Сибири посвящено сравнительно мало работ [4, 5].
Анализ данных замеров ПД п-ва Ямал показал, что пластовые давления распределены неравномерно и изменяются в широких пределах: от пониженных (с коэффициентом аномальности (Ка) – 0,9
в Приуралье, в районе Новопортовского НГКМ) до аномально высоких (Ка > 2 в юрском продуктивном комплексе Харасавейского ГКМ).
В целом, АВФПД распространены в северной части полуострова, стратиграфически приурочены к юрским отложениям и характерны для глубин свыше 2,5 км, исключение составляют нижнемеловые готерив-валанжинские горизонты Харасавэйского ГКМ и залежи, приуроченные к ачимовской нижнемеловой толще на юге полуострова (рис. 1). На остальных площадях в меловом комплексе зафиксированы пластовые давления, близкие или равные условному гидростатическому, отклонения находятся в пределах избыточного давления в соответствии с высотой газонасыщенных пластов. В объеме залежей УВ давления в сводовых частях некоторых крупных залежей превышают гидростатическое на 1,1–1,2.
Изолирующей зону с «нормальными» давлениями от зоны с АВФПД на Ямале выступают совместно ахская глинистая свита неокома (300–500 м) и подстилающая ее верхнеюрская
глинисто-кремнистая толща (30–150 м). Исключение составляет Харасавэйское ГКМ (рис. 2), где
АВФПД проявляется значительно выше. Начиная с глубины 2100 м (пласт ТП24) наблюдается повышение давления, достигающее 39 МПа, градиент пластового давления колеблется в пределах
1,65–1,75 МПа/100 м, иногда достигая 1,90 МПа/100м. Максимальные давления замерены в горизонте Ю2-3 на глубине 3300 м, где оно приближается к величине литостатического давления с коэффициентом аномальности более 2,0.
СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ 2010 Г.
Рис. 1. Схема изменения Ка (Pпл/Pу.г) пластовых давлений в нижнемеловых и в кровле среднеюрских отложений
63
64
ПРОБЛЕМЫ РЕСУРСНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГАЗОДОБЫВАЮЩИХ РАЙОНОВ РОССИИ ДО 2030 Г.
Рис. 2. Изменение пластовых флюидальных давлений с глубиной по разрезу Харасавэйского месторождения
Наибольший интерес с точки зрения развития АВФПД представляют собой юрские отложения,
где ПД изменяются в широких пределах – от равных условно гидростатическому до аномально высоких. О характере распространения давлений в юрской коллекторской толще по всему полуострову судить сложно, имеются данные по манометрическим замерам только по 11 площадям (табл. 1).
АВФПД установлены в пределах Бованенковского, Малыгинского, Харасавэйского, месторождений
Тамбейской группы.
На многих площадях количество замеров ПД недостаточно, однако по опыту бурения глубоких
скважин с утяжеленным буровым раствором можно говорить о повсеместном проявлении АВФПД
в юрской толще на всей территории области севернее линии месторождений Усть-Юрибейское –
Мало-Ямальское – Новопортовское. Характер и природа разнообразия ПД в юре должна быть установлена, чтобы обеспечить качественную проводку скважин, вскрытие пласта, а также учесть энергетические ресурсы залежи при проектировании разработки.
Наиболее полно флюидобарическое поле юры изучено на Бованенковском и Новопортовском
месторождениях, где в юрской толще открыты значительные по запасам газоконденсатные и газоконденсатнонефтяные залежи.
На Бованенковском месторождениии появление АВФПД связано с юрской толщей (рис. 3), где
в горизонах Ю2-3 начиная с глубин 2500 м зафиксированы ПД с коэффициентом аномальности 1,51–
1,72 на южном куполе и 1,49–1,60 на северном. Ниже – в горизонтах Ю6-7 Ка составляет в среднем
1,54, в горизонтах Ю10(1-3) среднее значение Ка – 1,59, максимальные давления на месторождении зафиксированы при испытании палеозойских отложений (58,8 МПа). Таким образом, градиент давлений в юрской толще составляет в среднем 1,51–1,58 МПа/100 м, достигая 1,72 МПа/100 м в доюрских отложениях.
65
СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ 2010 Г.
Таблица 1
Данные замеров пластового давления в юрском комплексе Ямальской НГО
Площадь
Новопортовская
Малоямальская
Усть-Юрибейская
Арктическая
Бованенковcкая
Верхнетиутейская
Северо-Тамбейская
Малыгинская
Южно-Тамбейская
Западно-Тамбейская
Харасавэйская
Горизонт
ЮН2-6
ЮН12-13
PZ
Ю2-3
Ю2-3
Ю2-3
Ю2-3
Ю7-8
Ю10-12
PZ
Ю2-3
Ю2-3
Ю2-3
Ю6-7
Ю2-3
Ю6-7
Ю2-3
Кол-во замеров
33
9
13
3
1
1
25
11
4
1
2
1
5
1
1
1
1
Рпл, Мпа
19,5–21,1
21,3–25,6
21,1–28,6
23,2–24,9
23,4
33,7
40,3–47,1
43,4–48,6
49,1–58,4
58,8
43,6–45,7
52,3
54,1–67
71
58
62,2
66,4
Глубина, м
1950–2110
2400–2600
2729–3267
2320
2340
3100
2480–2747
2680–3020
3070–3400
3410
3100
3510
3500–3550
3720
3800
3660
3330
Рпл/Ру.г.
0,96*–1,01
0,97*–1,01
0,90*–1,01
1,00–1,07
1,01
1,10
1,46–1,69
1,49–1,65
1,56–1,72
1,72
1,41–1,47
1,49
1,53–1,90
1,91
1,53
1,71
2,01
* Недовосстановленные в процессе опробования ПД.
Рис. 3. Изменение пластовых флюидальных давлений с глубиной по разрезу Бованенковского месторождения
66
ПРОБЛЕМЫ РЕСУРСНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГАЗОДОБЫВАЮЩИХ РАЙОНОВ РОССИИ ДО 2030 Г.
На Новопортовском месторождении АВФПД не наблюдается (рис. 4), величины пластовых
давлений соответствуют условному гидростатическому, разбросы изменяются в пределах точности замеров. В меловой части величина Ка равна 0,98–1,03, снижаясь в отдельных скважинах до
0,90, в юрской находится в пределах 0,97–1,02, в палеозойской – несколько выше, но не превышает 1,07 МПа/100 м.
Рис. 4. Изменение пластовых флюидальных давлений с глубиной по разрезу Новопортовского месторождения
По вопросу о причинах возникновения АВФПД на Ямале единого мнения не существует. В различных публикациях распространение АВФПД связывают с особенностями глинизации разреза, которая контролирует его экранирующие свойства; вертикальной миграцией флюидов из зон с большими давлениями; геотермическим фактором; процессами интенсивной газогенерации.
В работе [5] авторы, исходя из того факта, что на большинстве месторождений Ямала АВФПД
развиты под глинистыми породами ахской свиты, связывают распространение АВФПД с особенностями герметичности глинистой верхнеюрско-валанжинской покрышки, которые зависят от минералогических особенностей, степени катагенеза, разломного и других факторов. АВФПД в меловых отложениях на Харасавэйском ГКМ авторы объясняют газодинамической связью с юрскими
породами, которая обусловлена выявленным здесь ранее крупным разрывным нарушением, секущим фундамент и часть осадочного чехла (юра-неоком). В результате флюиды из нижележащих отложений переместились в верхние горизонты. С этим фактом авторы связывают и появление здесь
тепловой аномалии. Отсутствие АВФПД в юрской части Новопортовского НГКМ объясняется разломной нарушенностью ловушек, которая в условиях вертикальной миграции УВ привела к полному «стравливанию» избыточных давлений до нормальных и накоплению в ловушках более тяжелых
67
СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ 2010 Г.
УВ, в частности нефти. Таким образом, формирование Новопортовского месторождения находится на завершающей стадии развития с частичным разрушением УВ-скоплений в неогеновое время.
Отсутствие ПД, превышающих их гидростатический уровень в нижнемеловых отложениях остальных месторождений и разбуренных площадей, связано с улучшенными экранирующими
свойствами глинистой толщи верхней юры – валанжина, которая выступает в качестве барьера, изолирующего юрский комплекс, который в свою очередь способствует развитию АВФПД в горизонтах Ю2-3 и нижележащих. В связи с этим ожидается повсеместное развитие АВФПД в газовых и газоконденсатных неоткрытых залежах юрского нефтегазоносного комплекса в северной части области, где кровля юры погружается на глубины 3,4–4,0 км и более, а верхнеюрско-валанжинская изолирующая толща имеет значительную мощность. На юге полуострова остаются хорошие перспективы открытия как газоконденсатных, так и нефтяных залежей в юрских отложениях [5], но в связи
со значительным сокращением разреза и близостью окраины седиментационного бассейна (менее
150–120 км) превышение ПД над Рпл.у.г в них будет составлять около 1,02–1,10.
Список литературы
1. Мелик-Пашаев В.С. Аномально высокие пластовые давления на нефтяных и газовых месторождениях / В.С. Мелик-Пашаев, Э.М. Халимов, В.Н. Серегина. – М.: Недра, 1983. – 181 c.
2. Тиссо Б. Образование и распространение нефти / Б. Тиссо, Д. Вельте; пер. с англ. – М.: Мир,
1981. – 501 c.
3. Фертль У.Х. Аномальные пластовые давления / У.Х. Фертль; пер. с англ. – М.: Недра, 1980. –
397 c.
4. Скоробогатов В.А. Геологическое строение и газонефтеносность Ямала / В.А. Скоробогатов,
Л.В. Строганов, В.Д. Копеев. – М.: Недра, 2003. – 351 c.
5. Калятин О.А. Особенности распределения аномально высоких пластовых давлений в нефтегазоносных отложениях Ямала в связи с разведкой и разработкой газовых месторождений /
О.А. Калятин, Н.А. Васин. – М.: ВНИИГАЗ, 1986. – 87 c.