Ключевые слова: интерпретация сейсмических данных, неокомский клиноформный комплекс, синхронная инверсия.
Особый научный интерес в освоении ресурсного потенциала территории Западной Сибири представляет слабоизученная арктическая зона, что обусловлено закономерным истощением ранее открытых месторождений углеводородов центральной части Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции [1].
Перспективы нефтегазоносности арктической зоны севера Западной Сибири связаны преимущественно с неокомским клиноформным комплексом, отличающимся неоднородностью внутренней структуры. Поэтому при выделении перспективных объектов возникает множество рисков, связанных со сложностями геологического строения залежей УВ, ограниченным объемом входных данных и количеством методов интерпретации [2].
Таким образом, целью исследования является разработка подхода, направленного на минимизацию имеющихся рисков при поиске новых залежей УВ.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Анализ целевого интервала посредством построения секвенс-стратиграфической модели неокомского комплекса.
2. Ретроспективный анализ участков севера Западной Сибири.
3. Ранжирование методов интерпретации сейсмических данных по достоверности, времени выполнения и требованиям к входным данным.
4. Создание комплексного подхода прогнозирования перспективных объектов.
Секвенс-стратиграфическая модель неокомского комплекса
В ходе проведенного исследования применена современная концепция секвенс-стратиграфии, описывающая осадочный бассейн как закономерную циклическую последовательность генетически взаимосвязанных тел особого рода (секвенсы и системные тракты), которые ограничиваются изохронными поверхностями [3].
Для лучшего понимания условий формирования осадочных толщ на начальном этапе интерпретации выполнена сейсмо-стратиграфическая корреляция, выделены основные сейсмокомплексы в меловом интервале разреза, которые контролируются региональными маркирующими глинистыми пачками (рис. 1). Определены основные системные тракты и, соответственно, возможные зоны локализации перспективных объектов. Перспективы шельфовой части на рассмотренном примере приурочены к верхнему системному тракту (HST) Приобского и Тепловского сейсмо-комплексов. Ачимовские объекты преимущественно связаны с системным трактом форсированной регрессии (FSST) и нижним системным трактом (LST) Тепловского и Сармановского сейсмо-комплексов.
Рисунок 1. Фрагмент временного сейсмического разреза
Ретроспективный анализ участков севера Западной Сибири
Каждый вскрытый поисково-разведочным бурением перспективный объект данного региона представляет собой особый научный и практический интерес. Разнообразие их размеров, морфологических особенностей и условий формирования превращает каждый такой объект в геологическую загадку, решение которой позволяет не только глубже понять историю формирования региона, но и разработать инновационные подходы к поиску и оценке перспективных объектов.
Объект № 1, приуроченный к шельфовой части верхнего системного тракта (HST) приобского сейсмокомплекса (пласт БГ20), выделяется выраженной амплитудной аномалией волнового поля, что находит четкое отражение в результатах атрибутного анализа, сейсмической классификации и акустической инверсии (рис. 2). В пределах аномалии закартирована структурная ловушка высотой более 20 метров. По результатам бурения объект представлен алевролитом серым, разнозернистым, средней крепости, зафиксированы газонасыщенные эффективные толщины 21,9 м, что превышает разрешающую способность сейсморазведочных работ (20 м) на данной территории. Особенностью интерпретации данного объекта является возможность применения сокращенного комплекса методов при его выделении (без выполнения синхронной инверсии), что позволяет оптимизировать затраты. Полученные результаты свидетельствуют о высокой информативности традиционных методов интерпретации (атрибутный анализ, сейсмоклассификация, акустическая инверсия) при изучении подобных объектов.
Объект № 2 представляет собой ловушку неструктурного типа в интервале пласта Ач2-3БУ10 ачимовских отложений сармановского сейсмо-комплекса (рис. 3). Проведенные сейсмические исследования позволили достоверно идентифицировать данный объект, что впоследствии подтвердилось результатами бурения, показавшими промышленно значимые эффективные толщины коллектора, превышающие 25 метров. Объект сложен песчаником светло-серым, мелкозернистым с прослоями алевролита темно-серого. Геометризация объекта до бурения выполнена по атрибутному анализу амплитудного куба, спектральной декомпозиции, сейсмической классификации, акустической инверсии и AVO-анализу. Применение такого комплекса методов позволяет с высокой точностью локализовать газонасыщенные ачимовские объекты неструктурного типа с мощностью, превышающей разрешающую способность сейсморазведки (СРР).
Объект № 3 структурного типа, приуроченный к верхнему системному тракту (HST) приобского сейсмокомплекса, оказался пропущен по результатам интерпретации, выполнявшейся по данным с миграцией по суммарному кубу, ввиду небольших толщин (6,6 м), находящихся за пределами разрешающей способности примененной методики (рис. 4). Результаты интерпретации, выполненной по данным после обработки с применением полного цикла постмиграционных преобразований, включая миграцию до суммирования, демонстрируют существенное улучшение вертикальной разрешающей способности и качества суммарных сейсмических данных. Особенно четко разделение на два самостоятельных объекта проявляется при анализе результатов синхронной инверсии, что подтверждается данными ГИС и керновыми исследованиями, согласно которым пласты БГ20(0) и БГ20 представлены песчано-алевролитовыми породами и разделены аргиллитами.
Среди приведенных примеров особый интерес представляет литологический объект № 4, расположенный в шельфовой части тепловского сейсмокомплекса (пласт БГ32) (рис. 5). Первоначальный прогноз основывался на комплексном анализе акустического импеданса и AVO-аномалий, карт сейсмической классификации и среднеквадратичных амплитуд. Все методы интерпретации указывали, что данный литологический объект является единым резервуаром с эффективными толщинами более 20 м. Однако реальность оказалась сложнее – результаты бурения показали разделение объекта на газонасыщенную и водонасыщенную линзы, что привело к сокращению эффективных толщин с 20 м до 8,2 м. Интересно то, что AVO-анализ не смог предсказать это разделение, представляя лишь качественную оценку условных границ газонасыщенных коллекторов. Данный метод не является абсолютным инструментом прогноза УВ для отложений целевого интервала разреза участка работ, отмечается ряд неопределенностей с достоверностью определения класса аномалий, результаты можно использовать только на качественном уровне, путем выделения «условной кровли и подошвы» газонасыщенного песчаника в качестве дополнительной оценки. Однако ретроспективный анализ с применением синхронной инверсии, выполненной после бурения, продемонстрировал первые признаки возможного разделения объекта на линзы. Этот случай наглядно показывает, что современные методы прогнозирования, особенно с привлечением синхронной инверсии и объемного прогноза литологии по ее результатам, открывают новые возможности для построения точных геологических моделей даже при таких сложных условиях формирования резервуара [4, 6]. Объект № 4 становится важным кейсом, демонстрирующим как ограничения традиционных методов, так и перспективы инновационных технологий интерпретации.
В практике современной геофизической разведки особый интерес представляют случаи, когда классические признаки углеводородных залежей оказываются ложными сигналами. Иллюстрацией подобного феномена послужил объект № 5 (рис. 6). Казалось бы, аномалия типа «яркое пятно» волнового поля, отождествляемая с кровельной частью шельфовой зоны пласта БГ20, указывала на перспективный газонасыщенный коллектор, однако природа формирования данного объекта оказалась не так проста – бурение вскрыло не ожидаемый углеводородный резервуар, а пачку низкоимпедансных глин шельфовой части приобского сейсмокомплекса. Керновые исследования раскрыли истинную сущность этих отложений: однородные пелитоморфные аргиллиты с характерной хрупкостью. Данный объект – не единичный случай, такие аномалии регулярно встречаются на участках севера Западной Сибири. Традиционные методы интерпретации оказываются бессильны: атрибутный анализ, сейсмическая классификация, акустическая инверсия, AVO-анализ дают ложные представления о литологии объекта. Несмотря на широкую распространенность и многолетний опыт использования, они обладают существенным недостатком: по этим методам невозможно разделить вклад каждого из трех упругих параметров – скоростей продольных и поперечных волн и плотности – в акустическую жесткость или амплитуду отражения [5]. Ключом к решению проблемы стало выполнение синхронной инверсии, основанной на фундаментальном различии упругих свойств песчаных коллекторов и глинистых пачек. Выявить низкоимпедансные глины возможно только по повышенным значениям Vp/Vs, в то время как газонасыщенные песчаные коллекторы обладают пониженными значениями. Интеграция синхронной инверсии с объемным прогнозом литологии в комплекс интерпретационных работ сокращает ошибки выявления ложных объектов и значительно повышает эффективность геолого-разведочных работ.
Проведенный анализ охватывает характерные для арктической зоны Западной Сибири типы перспективных объектов, выделяемые на поисково-разведочном этапе работ. Рассмотренные примеры демонстрируют вариативность перспективных объектов, начиная от типа ловушки, мощности, строения, условий формирования и заканчивая их различиями в упругих свойствах. Представленное сопоставление интерпретации сейсмических данных с результатами поисково-разведочного бурения стало важным элементом в создании комплексного подхода для прогнозирования газонасыщенных объектов в условиях севера Западной Сибири. По результатам проведенного исследования методы сейсмической интерпретации были ранжированы по степени достоверности прогнозирования того или иного типа объектов.
Рисунок 2. Объект № 1: пласт БГ20
Рисунок 3. Объект № 2: пласт Ач2-3БУ10
Рисунок 4. Объект № 3: пласт БГ20(0)
Рисунок 5. Объект № 4: пласт БГ32
Рисунок 6. Объект № 5: пласт БГ20
В таблице 1 представлена оценка вероятности достоверного выделения газонасыщенного объекта в зависимости от типа и мощности ловушки для каждого метода интерпретации сейсмических данных. Также приведены время, необходимое на расчет, требования к входным данным и возможные риски при интерпретации.
ТАБЛИЦА 1. Ранжирование методов интерпретации сейсмических данных
Вероятность достоверного выделения газонасыщенного объекта возрастает с увеличением методов интерпретации данных. Ключевой вклад в успешность геолого-разведочных работ вносит синхронная инверсия с объемным прогнозом литологии, но и затраты на их выполнение значительно больше: начиная от дополнительных процедур в обработке сейсмических данных и заканчивая выполнением ПУМ. Тем не менее информативность данного метода несоизмерима с затратами на бурение поисковых и разведочных скважин, что делает его незаменимым инструментом в поиске и выделении перспективных объектов арктической зоны Западной Сибири.
Комплексный подход прогнозирования перспективных объектов
Предлагаемый подход разработан с целью повышения достоверности выделения газонасыщенных коллекторов в сложнопостроенных разрезах, характерных для северных регионов Западной Сибири. Полная последовательность действий и принятия решений по выделению перспективных объектов может быть описана следующим графом:
Предварительный анализ и выбор целевого интервала:
- анализ целевого интервала;
- оценка наличия и качества входных данных;
- выделение потенциальных ловушек структурного и неструктурного типа;
Комплексная сейсмическая интерпретация:
- применение многоатрибутного анализа (RMS, minimum amplitude, maximum amplitude и др.);
- спектральная декомпозиция по суммарному амплитудному кубу и дальним удалениям;
- сейсмофациальный анализ;
- акустическая инверсия;
- синхронная инверсия;
- байесовская классификация в поле упругих параметров с прогнозированием низкоимпедансных глин.
Дифференциальная диагностика аномалий:
- разделение аномалий на истинные и ложные по значениям Vp/Vs;
- анализ кубов вероятности наличия низкоимпедансных глин.
Вывод
1. На основе анализа участков арктической зоны Западной Сибири, находящихся на поисково-разведочном этапе, разработан подход для повышения достоверности выделения газонасыщенных резервуаров. Рассмотренные кейсы репрезентативны для региона и демонстрируют характерные проблемы интерпретации, типовые геологические ситуации и стандартные диагностические сложности. Созданный подход предлагает оптимальное решение в зависимости от сложности объекта опоискования и качества входных данных, что подтверждает применимость для большинства объектов в данном регионе и возможность тиражирования на новые площади с аналогичными геологическими условиям
Литература
1. Дубровина Л.А., Иванов Е.А., Смирнова Е.В., Розбаева Г.Л., Рейдик Ю.В. Методические подходы к выделению перспективных объектов ачимовского типа в районах арктической зоны севера Западной Сибири // Геология нефти и газа. – 2024. – № 2. – С. 41–50. DOI: 10.47148/0016-7894-2024-2-41-50.
2. Кондратьев И.К., Рыжков В.И., Киссии Ю.М., Шубин А.В // Способы реализации и оценка эффективности сейсмической инверсии: Учебное пособие. – М.: Издательский центр РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина, 2011 – 62 с.
3. Лебедев М.В., Астафьев Е.В., Храмцова А.В. Развитие клиноформной модели нижнего мела севера Западной Сибири на основе принципов секвенс-стратиграфии: новые возможности стратификации // Георесурсы. – 2023. – 25 (4). – С. 163–175. https://doi.org/10.18599/grs.2023.4.14.
4. Почти все о сейсмической инверсии. Ч. 1 / Ю.П. Ампилов, А.Ю. Барков, И.В. Яковлев, К.Е. Филиппова [и др.] – Москва: Технологии сейсморазведки 2009. – 3–16 с. – Текст: непосредственный.
5. Романенко М.Ю., Керусов И.Н., Мирошниченко Д.Е., Масалкин Ю.В. Оценка эффективности метода синхронной инверсии сейсмических данных применительно к моделям слабоконтрастных коллекторов // Технологии сейсморазведки. – 2010. – № 2. – С. 55–61. – Библиогр.: с. 61.
6. Яковлев И.В. Почти все о сейсмической инверсии. Ч. 2 / И.В. Яковлев, Ю.П. Ампилов, К.Е. Филиппова – Москва: Технологии сейсморазведки, 2011. – 5–15 с. – Текст: непосредственный.
