Диденко И.В., Филиппович Ю.В. (ЗАО Тюменский нефтяной научный центр)

Одновременно с исчерпанием фонда структур первого и второго порядка антиклинальная концепция аккумуляции УВ, доминировавшая в геологии Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна в течение нескольких десятилетий, уже к середине 80-х годов прошлого столетия почти полностью исчерпала свой поисковый потенциал. Со смещением основного объема поисковых работ на локальные структурные объекты эффективность поисково-разведочного бурения стала резко снижаться и в настоящее время его успешность по существу случайна. Причем этот «критический» период времени практически совпадает с пиком активного развития методов высокоразрешающей сейсморазведки (высокократной 2D и объемной 3D), а также со значительным прогрессом в разработке программного обеспечения обработки и интерпретации ее результатов. Поэтому связывать поисковые неудачи с результатами сейсморазведочных работ не вполне правомерно. Следовательно, решение этой проблемы заключается в выборе более современных теоретических основ процессов аккумуляции УВ, на базе которых необходимо определять перспективность того или иного структурного объекта.

Следует особо отметить, что в Западно-Сибирском регионе прогноз перспектив нефтегазоносности локальных антиклинальных объектов до сих пор производится в основном с учетом продуктивности близрасположенных одноранговых структур. В то же время полноценный анализ особенностей «пустых» структурных ловушек практически никогда не выполняется, а их наличие воспринимается просто как некий «форс-мажор». В тех же редких случаях, когда такой анализ все же проводится, он ограничивается только оценкой современного структурного и литологического факторов. При этом совершенно не рассматриваются ни история тектонического развития структурного элемента, ни особенности постседиментационной преобразованности пород. Важно напомнить, что с методологической точки зрения при геологических видах анализа отрицательный результат является доминантным, поскольку позволяет объективно оценить состоятельность той или иной концепции.

На примере Нежданной площади рассмотрим нетрадиционный подход к анализу перспектив нефтегазоносности локальных поднятий.

Нежданная площадь находится в крайней южной части Нижневартовского свода, в пределах одноименного структурного мыса. Согласно «Тектонической карте центральной части Западно-Сибирской плиты» (Шпильман В.И. и др., 1998) площадь также приурочена к ступенеобразной зоне сочленения Печеринской и Южно-Вартовской моноклиналей. На площади выполнены детальные сейсморазведочные работы по методике 3D, по результатам которых закартировано 5 локальных структурных элементов (рис.1). В границах лицензионного участка в настоящее время пробурено 11 поисковых скважин, из них в купольных частях поднятий находятся только скв.411, 422 и 429. В двух первых получены промышленные притоки нефти из интервала пласта Ю₁¹. В скв.429 этот объект по результатам испытания в колонне — водонасыщен, но отмечены признаки нефти (пленка) при опробовании в открытом стволе интервала пластов Ю₂-Ю₄. Остальные скважины непродуктивны и располагаются в неструктурных условиях.

Рис.1. Структурная карта по кровле пласта Ю₁¹

Таким образом, в соответствии с результатами испытания скв.411 и 422 неопоискованные купольные части поднятий на площади в целом рассматриваются как перспективные объекты. В то же время наличие прикупольной непродуктивной скв.429 не может не вызывать определенные сомнения в перспективах нефтегазоносности неразбуренных куполов поднятий Нежданное и Нежданное 1. Соответственно, необходимо установить особенности Южно-Нежданной структуры, отличающие ее от продуктивных поднятий.

Одним из основных критериев перспективности той или иной структуры является палеотектонический фактор, а именно унаследованное развитие (рост) на всем протяжении формирования осадочного чехла. Такой площадной анализ в экспресс-варианте выполнен для поверхности отражающего горизонта Тю₁. На рис.2 продемонстрировано изменение ее морфологии условно на время формирования мегионской (валанжин), алымской (апт) и покурской (сеноман) свит, а также представлена карта изохрон современной поверхности целевой ОВ. Даже поверхностный анализ показывает, что по своему тектоническому развитию купол Южно-Нежданного поднятия в районе скв.429, аналогично продуктивным куполам Нежданного и Западно-Нежданного л.п., испытывал постоянный и достаточно интенсивный рост на всем протяжении мезозойско-кайнозойского осадконакопления. То есть палеотектонический фактор в данном случае не «срабатывает» и поэтому нужно искать другие нетрадиционные подходы. Однако для последних необходима информация, получаемая при специализированных исследованиях керна, флюидов и гидродинамических характеристик объектов испытания, и, вероятно, проведение углубленного геодинамического анализа с элементами кинематики.

Рис.2. Палеотектонический анализ по отражающей поверхности Тю₁

Следует отметить, что имеющаяся геолого-промысловая информация по скв.429 весьма противоречива. Так, с одной стороны, интерпретация материалов комплекса ГИС однозначно показывает отсутствие признаков УВ, подтвержденное результатами испытания в колонне (приток воды дебитом 8.2 м³/сут). С другой стороны, лабораторными исследованиями керна зафиксирована нефтенасыщенность образцов песчаника, отобранных в интервале 2651-2665 м (пласт ЮВ₁¹). Кроме того, интервалы пластов ЮВ₁¹ (2654-2664 м) и ЮВ₂ (2775-2777 м) на основании газового каротажа (содержание СН₄, соответственно, 34-52% и 78-88%) интерпретируются как возможно продуктивные. Последний факт вместе с нефтепроявлением (пленка нефти), отмеченным при опробовании среднеюрских отложений, позволяет отчасти отнести Южно-Нежданную структуру в разряд перспективных по пласту ЮВ₄, так как для интервала пласта ЮВ_2-3 по данным ГИС характерно отсутствие промышленно значимых коллекторов.

По интервалу пласта ЮВ₁¹ представленная выше первичная информация и структурные построения позволяют сделать достаточно простой и логичный вы вод: скв.429 располагается в приконтурной зоне и поэтому в интервале пласта ЮВ₁¹ фиксируются признаки остаточного нефтенасыщения. Следовательно, купольная часть поднятия должна контролировать весьма малоразмерную залежь, и остальные два южных купола Южно-Нежданного поднятия закономерно перейдут в ранг перспективных объектов. Их более низкое гипсометрическое положение относительно условного «контура нефтеносности» в районе скв.429, практически на 25 м, не должно вызывать проблем, так как эта ситуация достаточно типичная для района. Например, различие уровней ВНК в скв.411 и 422 составляет 60 м.

Однако в деле скв.429 отмечено, что в ходе ее бурения в буровой раствор добавлялась нефть. Естественно, все признаки углеводородов и нефтепроявления могут быть результатом техногенного засорения пластов и прежде всего слабопроницаемых коллекторов, так как они отличаются небольшой зоной проникновения. Именно в таких интервалах пластов ЮВ₁¹ и ЮВ₂аномалии УВ и зафиксированы. То есть опять возвращаемся в исходное положение неопределенности.

Для разрешения проблемы скв.429 авторами предлагается еще одна модель, имеющая несколько теоретизированный характер, основой которой служит палеогеоморфологический анализ поверхности ОГ Тю₁ с элементами тектоники.

Ярко выраженной морфологической особенностью Южно-Нежданной приподнятой зоны, а также поднятия Нежданное 1 и, в какой-то мере, Западно-Нежданной структуры является дугообразность их конфигурации. Если рассматривать только Южно-Нежданное л.п. в отрыве от остальной площади, то его вполне обоснованно можно отождествить с выступом фундамента, контролирующим «кальдерное» обрамление палеовулкана (рис.3). Но при совокупном анализе в плане взаимоотношения всех трех структурных объектов отмечается своеобразная геоморфологическая система, напоминающая цепь переплетенных полуколец, или, иначе, эшелонированных кулис.

Рис.3. Структурная карта по ОГА (подошва осадочного чехла)

В геоморфологии и тектонике дугообразные структурные элементы в большинстве случаев принято связывать с влиянием касательных сил при горизонтальных дислокациях, вызывающих повороты (кручение) структур и их вертикальный рост в зонах максимальных напряжений. При этом амплитуда роста нарастает по фронту поворота. Учитывая последнее, для поднятий Южно-Нежданное и Нежданное 1 предполагается поворот структур против часовой стрелки, то есть они находятся под влиянием зоны левостороннего сдвига регионального уровня, пересекающего предположительно закартированную площадь по диагонали с юго-востока на северо-запад. В то же время для Нежданного и Западно-Нежданного л.п. наблюдается противоположное по направлению вращение.

Теоретически при любых тектонических дислокациях, а при горизонтальных в особенности всегда возникает проблема пространства и баланса сил. Поэтому одним из основополагающих признаков природной системы является ее стремление к равновесию, в данном случае к компенсации излишних напряжений. Следовательно, если в присдвиговой зоне по одному крылу доминируют процессы компрессии(сжатия), значит в противоположном должны наблюдаться признаки растяжения. Согласно Коппу М.Л. (1997), для того, чтобы разнонаправленные повороты структур (блоков) могли вписаться друг в друга, сдвиги в подобной обстановке приобретают дугообразно изогнутую форму (см.рис.3). Соответственно кинематический вид сдвиговой деформации меняется на разных крыльях одного и того же разрыва: крыло, находящееся с вогнутой стороны сместителя, поворачивается антитетически (по часовой стрелке), тогда как противоположное — синтетически (против часовой стрелки).

Заложение сдвига, очевидно, произошло еще в доюрскую эпоху, но выявленная тектоническая активность отчетной территории в ходе формирования отложений осадочного чехла, особенно в юрское время, сопровождавшаяся разрывными дислокациями, безусловно, проходила с его непосредственным участием и влиянием на все геологические процессы, в том числе и на процессы аккумуляции УВ. Это наиболее наглядно демонстрирует карта временных толщин между ОГ Тю₁ и Н_БВ8 (рис.2), на которой основная зона сокращенных мощностей имеет в плане выраженную S-образную форму, свидетельствующую о рассечении отчетной площади по диагонали в северо-западном направлении зоной именно левостороннего сдвига.

Как указывалось ранее, в региональном плане, согласно «Тектонической карте центральной части Западно-Сибирской плиты» (Шпильман В.И. и др, 1998), прогнозируемая сдвиговая зона совпадает с линейно- выраженным флексурным уступом при переходе от Печеринской моноклинали к Южно-Вартовской. Крупные левосторонние сдвиги в пределах Западной Сибири и ее непосредственного окружения практически всегда приурочены к зонам регионального сжатия и маркируются флексурообразными уступами в отличие от правосторонних сдвигов, формирующихся в зонах преимущественного растяжения и сопровождающихся линейно- вытянутыми грабенами – структурами типа «pull apart» (сдвиго-раздвиг) [2].

В рамках сдвиговой модели возможны два варианта решения проблемы скв.429. Первый, условно названный «тектоническим», наиболее прост в понимании. Зоны сдвиговых дислокаций в области своего непосредственного влияния характеризуются широким развитием достаточно пестрых по кинематике разрывных нарушений более низкого ранга – меньшей протяженности и амплитуды. По данным И.Чаленко и Н.Амбрасейза (1970) эти разломы имеют два преимущественных направления простирания: параллельное оси зоны сдвига (S-сколы) и косо ориентированное к ней под углом в 30-450 (R-сколы). Причем большинство из них с выраженной сдвиговой составляющей. Именно такая система дизъюнктивных нарушений закартирована по доюрскому основанию и низам чехла в пределах Южно-Нежданной структуры (рис.3). Кстати, для горизонтальных дислокаций вертикальная амплитуда не является определяющей, что в большинстве случаев не учитывается при трассировании разлома даже по материалам сейсморазведки 3D, так как не отражается на картах азимутов и градиентов поверхностей.

В прикупольной части Южно-Нежданного поднятия в районе скв.429 по нижним горизонтам выделяется серия небольших разломов общего северо-восточного простирания, протрассированных только с учетом вертикальной амплитуды смещения (рис.3). В то же время, приняв во внимание конфигурацию оси складки, можно выделить разрывное нарушение этого же направления, но пересекающее купол поднятия и проходящее практически через скважину. Его пространственное положение показано на рис.2 в виде пунктирной линии на картах, и в данном случае разлом интерпретируется как малоамплитудный левосторонний сдвиг. На этом же рисунке продемонстрированы особенности волновой картины в двух секущих направлениях через скв.429. Наблюдается вертикально ориентированное осложнение волнового рисунка непосредственно в районе расположения ствола скважины (выделено цветовой тенью), затухающее к ОГ Б и, вероятно, связанное с вертикальной деструкцией пород в зоне разрывного нарушения.

Любые дизъюнктивные нарушения, даже не затрагивающие целевые горизонты разреза, создают довольно значительные напряжения в перекрывающих недислоцированных отложениях, которые часто приводят к существенным изменениям физических свойств пород вплоть до полной перекристаллизации. При наличии же сдвиговой составляющей породы могут испытывать процессы продольного изгиба, латерального «течения» и кливажирования, формирующие в конечном итоге гидродинамические экраны [1]. Следовательно, в соответствии с этой моделью восточная часть Южно-Нежданного л.п., включая южные купола, может быть отнесена к рангу перспективных объектов, в которых уровень ВНК находится на более низких гипсометрических отметках по сравнению с непродуктивной скв.429.

Второй вариант, условно названный «геодинамическим», более пессимистичен. Как отмечено выше, поднятия Южно-Нежданное и Нежданное 1 формировались в зоне регионально развитого левостороннего сдвига в условиях латерального сжатия. Анализ морфологических особенностей Нежданной и Западно-Нежданной структур показал их аналогичное дугообразное строение, но уже с поворотом по часовой стрелке (рис.1 и 3) и приуроченность к области растяжения. Более того, при рассмотрении главных осей поднятий в виде отдельных прямолинейных отрезков четко фиксируется их общая Z-образная конфигурация, что свидетельствует о расположении этих структур в зонах влияния правосторонних сдвиговых дислокаций. Последние в Западной Сибири маркируют области растяжения [2]. Отчасти этот вывод подтверждается наличием закартированных по доюрскому основанию и низам чехла в пределах Нежданного л.п. морфологически выраженных линейно-вытянутых понижений рельефа, ориентированных в субширотном направлении. По всей видимости, именно наличие дилантансионной зоны разуплотнения обусловило внедрение в верхнюю часть фундамента в районе структуры прогнозируемого глубинного диапира, испытывавшего активный рост в ранне-среднеюрское время (рис.4).

Рис.4. Временной палеоразрез по линии скважин 426-422-423-424-427-411-428-421-429

Таким образом, определилось четкое разграничение промышленно нефтеносных Нежданной и Западно-Нежданной структур и предположительно непродуктивного Южно-Нежданного поднятия. Первые приурочены к зонам растяжения, последнее — к области интенсивного сжатия. С этих позиций заметно снижается поисковый оптимизм к выявленному и относительно крупному локальному поднятию — Нежданное 1 в связи с установленной генетической однотипностью с Южно-Нежданной структурой.

В качестве дополнения к обоснованию предполагаемого процесса формирования этих двух структурных элементов в условиях горизонтального сжатия следует отметить несколько изоклинальную форму антиклинальных складок с более крутыми северными крыльями (фронтальными по ходу вращения структур) и относительно пологими южными. Это свидетельствует о взбросовой природе деформаций, обусловивших их появление. Наиболее наглядное подтверждение последней проявляется в характере дизъюнктивных нарушений по подошве чехла, оперяющих северный склон поднятия Нежданное 1 (рис.3). Они имеют субмеридиональное направление, поперечное генеральному простиранию структуры, и контролируют локальные понижения рельефа. В общем вполне классическая картина: перед фронтом надвигов, взбросо-надвигов и взбросов всегда формируется поперечная зона растяжения, маркируемая сбросами.

Достаточно известным фактом является нарастание пластового давления вплоть до аномально высокого в направлении фронта максимального сжатия. Соответственно, в рамках «геодинамической» модели предлагается рассмотреть еще один вид информации – замеры пластового давления в скважинах, хотя следует признать некоторую условность его точности.

Анализ значений Рпл. в интервале юрских и нижненеокомских отложений по большинству отчетных скважин показывает явное превышение пластовых давлений над гидростатическим, что свидетельствует о довольно напряженной геодинамической обстановке в пределах площади (табл.1). Исключение составляют лишь замеры, которые до единиц совпадают с отметками глубин (например, скв.422 – пласты БВ₁₀¹ач₂, ЮВ₁¹ и ЮВ₂; скв.426 – пласт ЮВ₁¹; скв.429 – пласты ЮВ₁¹, ЮВ₁² и ЮВ₂), что однозначно не является отражением природных условий, а обусловливается влиянием так называемого человеческого фактора.

Таблица 1

В большинстве скважин, структурно располагающихся в пределах склонов и погруженных участков, фиксируется незначительное превышение пластовых давлений – около 1% (скв.427, 428 и 430), которое можно назвать «фоновым». В продуктивных скважинах оно возрастает до 2-3% (в скв.422 — замер по ачимовским отложениям пласта БВ₁₀²ач₁, юрские отложения забракованы). В «аномальной» скв.429 замеры Рпл., выполненные при опробовании интервала пластов ЮВ₂-ЮВ₄ в открытом стволе, показали 10%-ное превышение пластового давления над гидростатическим. Таким образом, районы нефтяных скважин заметно отличаются от зоны непродуктивной скв.429. Следовательно, площадной расклад по давлениям поддерживает представляемую концепцию. Учитывая, что условия максимального сжатия в пределах Южно-Нежданного поднятия существовали постоянно, начиная со времени накопления отложений пласта ЮВ₁¹, в этой зоне сформировалось аномально избыточное пластовое давление уже на стадии отжатия седиментогенных вод. По существу оно, очевидно, выступило своеобразным гидродинамическим барьером, не позволившим проникнуть УВ в ловушку.

В отношении поднятия Нежданное 1 следует отметить 6%-ное превышение Рпл над гидростатическим, зафиксированное при опробовании горизонта ЮВ1 в скв.421, расположенной на его южном склоне, что в рамках рассматриваемой модели расценивается как негативный факт — не исключено возрастание аномальности пластового давления в своде структуры. Напротив, благоприятные условия для процессов аккумуляции УВ предполагаются в куполе поднятия Южно-Нежданное 1.

Таким образом, согласно весьма приближенному «геодинамическому» анализу, поднятия Южно-Нежданное и Нежданное 1 можно считать бесперспективными. Безусловно, оценить достоверность этого прогноза могут только новые поисково-разведочные скважины. Но мы настоятельно рекомендуем увеличить скважинную информативность за счет более углубленного лабораторного анализа керна и флюидов, расширения комплекса ГИС с включением широкополостного акустического (АКШ – возможность оценки коэффициента Пуассона) и плотностного каротажей, а также проведения детальных гидродинамических исследований при испытании пластов.

Литература

1. Паталаха Е.И. Генетические основы морфологической тектоники. Алма-Ата.- Наука.- 1981.- 180с.
2. Филиппович Ю.В. Новая концепция тектонического строения фундамента и осадочного чехла Западно-Сибирской плиты./ Геология нефти и газа. –2001.- №5.- С.51-62.