Т.В. Сивайкова (РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина)

Бухаро-Хивинский регион (БХР) входит в состав одноимённой нефтегазоносной области (НГО), приуроченной к северо-восточной части Амударьинского бассейна, и является одним из важнейших нефтегазоносных регионов мира. Однако до сих пор актуальным остаётся вопрос объёма его невыявленного углеводородного потенциала (УВП), количественная оценка которого выполнена автором по результатам историко-статистического анализа ресурсов углеводородов (УВ).

Объект исследования – территория, характеризующаяся ступенчатым погружением поверхности фундамента с севера и северо-востока к югу и юго-западу (в направлении осевой части Амударьинской синеклизы), охватывая таким образом 2 тектонические ступени – Бухарскую и Чарджоускую, разделённые флексурно-разрывными зонами.

Отличительная черта западной части данной территории – преимущественно близкая к изометричной форма структурных элементов и их слабая нарушенность разломами. Совершенно иная картина наблюдается на востоке региона: структуры и разрывные нарушения приобретают здесь отчётливую северо-восточную ориентировку, аналогичную таковой в пределах близлежащей области альпийской складчатости (юго-западных отрогов Гиссарского хребта), а разломы характеризуются весьма широким распространением. На основе анализа существующих тектонических схем и имеющихся геолого-геофизических материалов, дополненных результатами дешифрирования космических снимков, вся исследуемая территория была разделена на 4 тектонических блока, развивавшихся в различных условиях со свойственным им геотектоническим режимом.

А последующий историко-статистический анализ ресурсов УВ БХР позволил уточнить границы этих блоков и связанных с ними зон нефтегазонакопления (ЗНГН) (рис. 1).

Рис. 1. Схема нефтегазогеологического районирования БХР. Поднятия: 1 – Мешеклинское, 2 – Янгиказганское, 4 – Газлинское, 6 – Каганское, 10 – Кандымское, 12 – Денгизкульское, 13 – Испанлы-Чандырское; прогибы: 3 – Тузкойский, 5 – Рометанский, 7 – Ямбашинский, 9 – Кашкадарьинский предгорный, 11 – Каракульский, 14 – Бешкентский; 8 – Мубарек-Азляртепинская система дислокаций; валы: 8а – Северо-Мубарекский, 8б – Южно-Мубарекский, 8в – Майдаджойский, 8г – Горданский, 8д – Азляртепинский, 11а – Учкыр-Питнякский, 14а – Айзоватский, 14б – Гирсанский, 14в – Нишанский

Осадочный чехол рассматриваемой территории разделён верхнеюрской соляно-ангидритовой толщей на подсолевые (нижне-верхнеюрские) и надсолевые (мел-четвертичные) отложения. Промышленные скопления УВ на сегодняшний день установлены в юрском и меловом нефтегазоносных комплексах (НГК).

А наиболее продуктивные их них – верхнеюрские карбонатные образования, характерной чертой которых является широкое распространение в их составе рифовых фаций, приуроченных к протяжённой барьерно-рифовой системе на юго-востоке БХР. Примечательно, что при наличии в разрезе мощной соляно-ангидритовой толщи, она играет роль почти идеального флюидоупора, обусловливая продуктивность лишь подсолевого юрского комплекса; в областях же выклинивания или отсутствия собственно соленосных отложений стратиграфический диапазон нефтегазоносности гораздо шире и охватывает как юрские, так и меловые отложения.

С целью проведения историко-статистического анализа ресурсов УВ БХР автором была использована имеющаяся геолого-геофизическая информация в комплексе со статистическими данными, в качестве инструментов работы с которыми выступили:

– закон распределения выявленных и невыявленных залежей нефти и газа по величине запасов (В.И. Шпильман, Цзинь Чжи Цзюнь, 1993);

– функция распределения фактически выявленных залежей по размеру (Питер Р. Роуз, 2011).

Первое предполагает выполнение раздельного прогноза газовых и жидких УВ, а в качестве объекта исследования подразумевает НГК в пределах всей НГО.

Применение этого закона даёт возможность расчёта основных характеристик ресурсной базы изучаемого региона (плотности концентрации ресурсов, степени их освоения, 50%-квантиля запасов и т.д.) с использованием свободных от эмпирических коэффициентов формул. При этом в качестве исходных данных выступают 5 параметров: общие суммарные и обнаруженные ресурсы НГО, её площадь, размеры самой крупной и самой мелкой залежей исследуемого НГК. Главную же практическую значимость в рамках историко-статистического анализа ресурсов УВ представляют следствия, выведенные из закона и позволяющие производить расчёт числа залежей и долей выявленных залежей (разведочной реальной выборки) от их общего количества (генеральной совокупности) в различных интервалах, а, следовательно, и количества неоткрытых залежей (разведочной прогнозной выборки) в каждом из них.

Стоит отметить, что В.И. Шпильман и Цзинь Чжи Цзюнь под генеральной совокупностью подразумевают «все выявленные и не выявленные в данном объекте залежи, т.е. скопления крупнее «qo» (где qo представляет собой предел рентабельности, заданный средней для района цифрой, т.е. взятый условно параметр).

Для целей настоящей работы автором также были учтены залежи, меньшие q_o, в связи с чем именно эта выборка определяется как генеральная совокупность (как все выявленные и невыявленные в данном объекте залежи).

Второе основано на обнаруженной зависимости запасов открытых залежей УВ (в порядке уменьшения от самой крупной к самой мелкой) от их количества, фактически представляющей собой в лог-логнормальном масштабе линию, близкую к прямой (рис. 2).

Рис. 2. Функция распределения месторождений по величине запасов в мире (по Питер Р. Роуз, 2011)

Приведённая зависимость характерна для ситуации, когда все залежи исследуемого объекта выявлены и представляют собой генеральную совокупность. В действительности изучаемые регионы обычно менее исследованы, а набор залежей являет собой разведочную реальную выборку, но ещё не генеральную совокупность, в связи с чем реальная картина распределения будет несколько иной (рис. 3).

Рис. 3. Пример функции распределения разведочной реальной выборки залежей

Во-первых, отличительной чертой кривой в данном случае будет «хвост случайно открытых залежей», появляющийся вслед за ярко выраженным трендом и, как правило, характеризующийся резким обрывом значений и устремлением кривой вниз. Во-вторых, она хоть и будет иметь выраженный тренд, но её форма будет отличаться от прямолинейной и характеризоваться явными «проседаниями» на отдельных участках, обусловленными невыявленными залежами. С течением времени, при возрастании степени изученности региона и последующем открытии этих залежей кривая функции распределения начнёт приобретать корректный вид, достигнув, наконец, прямолинейного в тот момент, когда выборка залежей фактически сформирует генеральную совокупность. Таким образом, анализ необходимых условий, при которых кривые функций распределения принимают верную конфигурацию, позволяет идентифицировать ориентировочные размеры залежей, формирующих разведочную прогнозную выборку.

Итак, первый из использованных инструментов даёт возможность расчёта лишь количества и интервальных размеров прогнозных залежей всей исследуемой НГО, в то время как второй – определения их конкретных размеров в пределах более мелких подразделений.

Небезызвестным является тот факт, что залежи в пределах конкретного региона распределены не случайным образом и формируют характерные дифференцированные семейства в пределах ЗНГН, что также отражается и на их функциях распределения. Иными словами, при участии в выборке залежей из единого семейства функции распределения характеризуются ярко выраженными трендами. В случае же некорректного определения границ ЗНГН совокупность залежей фактически представляет собой результат объединения разнородных выборок, не способных формировать выраженный тренд: отсутствие тренда как такового, наличие нескольких трендов и т.п. (рис. 4).

Рис. 4. Примеры функций распределения залежей выборок: не формирующей явного тренда (а), формирующей 2 тренда (б)

Таким образом, представляется возможным проводить уточнение определённых на основе геологических данных границ ЗНГН путём привлечения также и статистической информации. Соответственно этому в БХР были выделены 4 ЗНГН (см. рис. 1), границы которых подтверждены также и на основе анализа поведения функций распределения фактически открытых залежей в пределах каждой из них.

Так, комплексирование двух указанных методов с имеющимися геолого-геофизическими материалами позволяет только рассчитывать количество и интервальные размеры прогнозных залежей в пределах всей изучаемой НГО, но и впоследствии идентифицировать ориентировочные размеры наиболее крупных из них с привязкой к конкретной ЗНГН.

Так, после обобщения имеющейся геолого-геофизической информации, на основе закона распределения выявленных и невыявленных залежей по величине запасов был произведён расчёт УВП БХР, рассчитаны основные характеристики его ресурсной базы и, в конечном итоге, количество и интервальные размеры прогнозных залежей. В качестве таких интервалов были использованы рекомендованные в соответствии с методикой В.И. Шпильмана и Цзинь Чжи Цзюнь, наилучшим образом отражающие распределение залежей разного размера. Согласно выполненным расчётам, а также учитывая, что принятая из практики работ в БХР граница рентабельности залежей составляет 10 у.е., в дальнейшем здесь могут быть открыты, по крайней мере, 26 промышленных залежей (17 газовых и 9 нефтяных), размерами в диапазоне от 10 до 70 у.е.

На следующей стадии по каждой из 4 ЗНГН было проведено уточнение интервальных объёмов ресурсов рассчитанных прогнозных залежей и определение их конкретных размеров на основе применения анализа функций распределения фактически открытых залежей по величине запасов. Полученные результаты также показали присутствие невыявленного УВП в отдельных комплексах, зафиксированное в отклонениях кривых распределения ниже предполагаемой линии тренда и обусловленное ещё не открытыми залежами.

Так, в пределах БХР наибольший неразведанный потенциал связан с газовыми УВ (69%) при подчинённом значении жидких (31%). При этом по результатам анализа распределений фактически выявленных залежей установлено, что наиболее перспективным является юрский НГК, содержащий порядка 80% суммарного УВП, остальные 20% приходятся на меловые отложения.

Среди газовых УВ наибольшие объёмы неразведанного УВП сосредоточены в ЗНГН №№ 3 и 1 (рис. 5), среди жидких УВ – №№ 3 и 4 (рис. 6).

Рис. 5. Функции распределения залежей газовых УВ разведочной реальной выборки: юрского НГК ЗНГН № 3 (а), мелового НГК ЗНГН № 1 (б)

Рис. 6. Функции распределения залежей жидких УВ разведочной реальной выборки юрского НГК: ЗНГН № 3 (а), ЗНГН № 4 (б)

Как видно на приведённых графиках, кривые функций распределения характеризуются выраженными трендами. По результатам обобщения геолого-геофизических данных и рассчитанных количеств прогнозных залежей в определённых интервалах, а также анализа условий, при которых указанные кривые приобретают корректную конфигурацию, определены ориентировочные объёмы ресурсов прогнозных залежей. В БХР в дальнейшем могут быть выявлены 26 промышленных залежей общими суммарными ресурсами более 450 у.е. в 4 ЗНГН:

– № 1 – 3 газовые и 1 нефтяная в меловом НГК размерами от 10 до 40 у.е.;

– № 2 – 2 газовые в юрском и 1 нефтяная в меловом НГК размерами от 10 до 40 у.е.;

– № 3 – 8 газовых и 5 нефтяных в юрском НГК размерами от 10 до 30 у.е.;

– № 4 – 4 газовые и 2 нефтяные в юрском НГК размерами от 10 до 50 у.е.

С целью проверки определённых объёмов ресурсов УВ были построены модифицированные кривые функций распределения с учётом как фактически выявленных, так и прогнозных залежей (рис. 7, 8).

Рис. 7. Функции распределения генеральной совокупности залежей газовых УВ: юрского НГК ЗНГН № 3 (а); мелового НГК ЗНГН № 1 (б)

Рис. 8. Функции распределения генеральной совокупности залежей жидких УВ юрского НГК: ЗНГН № 3 (а), ЗНГН № 4 (б)

Судя по графикам, в данном случае кривые имеют прямолинейную конфигурацию и характеризуются ярко выраженными трендами, а выборка залежей представляет собой их генеральную совокупность, подтверждая таким образом корректность определения размеров прогнозных залежей.

Впоследствии была проведена оценка их вероятной локализации в пределах БХР с учётом индивидуальных особенностей геологического строения каждой из 4 ЗНГН. Так, в первую очередь была рассмотрена их вероятная приуроченность к структурным ловушкам в пределах возможно перспективных локальных поднятий. А на основании площадей последних в комплексе с рассчитанными плотностями концентрации запасов УВ на единицу площади по каждой ЗНГН были определены потенциальные объёмы ресурсов, которые они могут вмещать и которые сопоставимы с размерами прогнозных залежей. По полученным результатам была определена серия перспективных локальных структур, потенциально способных содержать некоторые из рассчитанных объёмов залежей, связанных со структурными ловушками (рис. 9).

Рис. 9. Схема расположения перспективных локальных структур БХР (обозначения номеров структурных элементов см. на рис. 1)

Приуроченность же остальных прогнозных залежей к конкретной локализации на текущем этапе изученности не представляется возможной. Однако они могут быть связаны с неструктурными типами ловушек, к которым приурочен ряд уже открытых месторождений, и для которых созданы оптимальные условия.

Так, в пределах ЗНГН № 1 могут быть идентифицированы пластово-сводовые, тектонически, стратиграфически и литологически экранированные залежи, наиболее вероятной локализацией которых являются:

– области распространения разрывных нарушений;

– присводовые зоны поднятий, которым нередко характерно присутствие отдельных комплексов отложений на крыльях и их выклинивание на сводах;

– крайняя северная часть ЗНГН № 1, где происходит выклинивание отложений осадочного чехла.

В пределах ЗНГН № 2 прогнозные залежи могут быть связаны с тектонически экранированными и массивными в биогенном выступе ловушками. Наиболее вероятной локализацией первых из них являются области развития разрывных нарушений, вторых – зона развития барьерно-рифовой системы.

Неструктурные залежи ЗНГН № 3 могут быть связаны с массивными в биогенном выступе, пластово-сводовыми, тектонически и, возможно, стратиграфически экранированными ловушками. Первые могут быть приурочены к области развития барьерно-рифовой системы на востоке зоны, вторые и третьи – в её северо-западной части, где помимо развития разрывных нарушений также происходит выклинивание верхнеюрских соленосных отложений.

В пределах ЗНГН № 4 могут быть идентифицированы как массивные в биогенном выступе (в области барьерно-рифовой системы), так и тектонически экранированные залежи, связанные с многочисленными разрывными нарушениями.

Из-за практического исчерпания в настоящее время фонда структурных залежей относительно простого строения, именно их неструктурные типы в ближайшем будущем будут представлять собой главные поисковые объекты. Поэтому, помимо подготовки к поисковому бурению указанных перспективных локальных структур, дальнейшие геологоразведочные работы необходимо направить на тщательное исследование областей потенциального развития тектонически, стратиграфически и литологически экранированных, а также массивных в биогенном выступе залежей. С этой целью в обязательном порядке должно проводиться комплексирование методов сейсморазведочной съёмки 3D, дешифрирования космических снимков, палеотектонических и палеогеографических реконструкций, фациального анализа и седиментационного моделирования.

Таким образом, историко-статистический анализ ресурсов УВ БХР, основанный на законе распределения выявленных и невыявленных залежей УВ по величине запасов и функции распределения фактически открытых залежей по размеру, позволил провести количественную оценку УВП данной территории и расчёт количества и ориентировочных размеров прогнозных залежей. А комплексный анализ имеющейся геолого-геофизической информации позволил определить их привязку к конкретным НГК, ожидаемый тип флюида и вероятную локализацию с указанием возможных генетических типов залежей и необходимым для их идентификации комплексом дальнейших геологоразведочных работ.

ЛИТЕРАТУРА

1. Абидов А.А. и др. Стратегическая программа геологоразведочных работ на нефть и газ в регионах Республики Узбекистан на период 2005-2020 гг. – Отчёт АО «ИГИРНИГМ». – Ташкент, 2004.

2. Максимов С.П., Панкина Р.Г., Смахтина А.М. Условия формирования углеводородныхскоплений в мезозойских отложенияхАмударьинской газонефтяной провинции. –Геология нефти и газа, № 5, 1987.

3. Мелихов В.Н. Продуктивность и потенциал газонефтеносности Амударьинского мегабассейна. – Геология нефти и газа, № 5, 2009.

4. Нефтеносность мезозойских отложений Западного Узбекистана. – Ташкент: Изд-во «Фан», 1977.

5. Нугманов А.Х. Условия формирования и закономерности размещения ловушек нефти и газа в юрских отложениях Юго-Западного Узбекистана. – Ташкент: изд-во «Фан», 1986.

6. Питер Р. Роуз. Анализ рисков и управление нефтегазопоисковыми проектами. – М. – Ижевск: НИЦ «РХД», Ижевский институт компьютерных исследований, 2011. – 304 с.

7. Сивайкова Т.В., Хафизов С.Ф. Закономерности размещения залежейразличного типа и перспективынефтегазоносности Бухаро-Хивинской нефтегазоносной области.– Нефтяное хозяйство, № 8, 2017.

8. Шпильман В.И. Количественный прогноз нефтегазоносности. – Екатеринбург, Издательский Дом «ИздатНаукаСервис», 2010. – 236 с.

9. Шпильман В.И., Цзинь Чжи Цзюнь. Закон распределения выявленных и невыявленных залежей нефти игаза по величине запасов. – Геологиянефти и газа, № 11, 1993.