Прогноз барических условий на больших глубинах, учитывая

ПРОГНОЗ ПЛАСТОВЫХ ДАВЛЕНИЙ В ПОДСОЛЕВЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ
ОСАДОЧНЫХ БАССЕЙНОВ ПРЕДКАВКАЗЬЯ И ПРИКАСПИЯ
Э.С. Сианисян, В.Н. Волков, А.Н. Резников
Ростовский государственный университет
E-mail: Edward@rsu.ru
Authors analyse spatial laws of distribution layer pressure in under salt rocks the East - Kuban hollow,
the Tersko-Caspian trough and various areas of the Prikaspijsky hollow. Predicted mathematical model of
distribution of pressure in under salt rocks which takes into account complex geological parameters is
offered
Прогноз барических условий на больших глубинах, учитывая дискуссионность
многих вопросов о механизмах формирования поля давлений, является достаточно
сложной задачей. Ее решение сказывается на эффективности поисково-разведочного
бурения, влияет на достоверность оценки фазового состояния и прогнозных ресурсов
углеводородов. Особую значимость сведения о пластовых давлениях (Рпл)
приобретают при изучении глубоких труднодоступных подсолевых горизонтов
Предкавказья и Прикаспия с широким развитием зон сверхгидростатических пластовых
давлений (СГПД).
С целью обоснования прогнозных моделей, авторами проанализированы
пространственные закономерности распределения пластовых давлений в подсолевых
отложениях Восточно-Кубанской впадины, Терско-Каспийского прогиба и различных
районов Прикаспийской впадины (Астраханский свод, Карачаганак, Кенкияк, КараТюбе, Каратон, Тенгиз). При этом учитывались геологические и гидрогеологические
данные, полученные в результате поисково-разведочного бурения, а также
современные представления о природе формирования барического поля (1-4 и др.).
Основными причинами формирования зон СГПД (АВПД) в эвапоритовых породах
являются:
1. В условиях больших глубин и высоких температур соли способны к вязкопластическим деформациям подобно высоковязким жидкостям. Отражением этого
процесса является широко распространенный соляной диапиризм. Соли способны
перемещаться в проницаемые зоны под действием градиента давления, вытесняя или
сжимая находящиеся там флюиды.
2. Соли практически непроницаемы, что создает условие затрудненности оттока
флюидов, особенно в межсолевых и подсолевых отложениях.
3. Эвапориты содержат значительное количество кристаллогидратов, которые
дегидратируются в условиях высоких температур. Выделяющаяся вода повышает
давление в пластах-коллекторах.
Основой для создания прогнозных моделей были: достоверные сведения о
пространственном распределении величин пластовых давлений; учет факторов,
влияющих на закономерные изменения давления. Учитывая характер исходной
информации, поиск количественных зависимостей достигался на основе вероятностностатистического подхода, путем оценки корреляционных полей значений величин
пластовых давлений, коэффициента его аномальности (зависимые переменные) и
формализованных факторов (независимые переменные). Условия приложения
полученных регрессионных зависимостей устанавливалось исходя из принципа
геологической аналогичности или подобия. Как факторы (независимые переменные)
были рассмотрены: глубина залегания, температура, литостатическое (геостатическое)
давление, мощность солевого флюидоупора, расстояние точки замера до подошвы соли
(по вертикали) и до границ распространения солей (по горизонтали), коэффициент
удлинения складки, показатель интенсивности структуры (3), экспоненциальные
геохронотерма и хронобарический градиент (5), показатель динамокатагенетической
активности (Дк).
Рис. Распределение коэффициентов аномальности пластового давления в
мезозойских отложениях Восточно-Кубанской впадины (сплошная линия) и
Терско-Каспийского прогиба (штриховая линия)
Анализ корреляционных зависимостей показал, что наиболее информативно
использовать в качестве основного прогнозируемого параметра коэффициент
аномальности пластового давления (Ка, α), значения которого, в отличие от Рпл,
повсеместно на протяжении некоторого расстояния закономерно
снижаются с
удалением от подошвы солей (рис). В результате рассмотрения частных
коэффициентов корреляции величин Ка и влияющих на него факторов выбраны
наиболее статистически значимые связи, на основе которых рассчитаны уравнения
множественной регрессии.
Прикаспийская впадина
Ка = 1,085 + 0,09 εВо + 0,191 h + 0,289 z – 1,55 Дк ± 0,035 (Астраханский свод)
R = 0,83;
Ка = 1,581 + 0,047 εВо + 0,01 h + 0,072 z – 1,59 Дк ± 0,02 (Карачаганак)
R = 0,85;
Ка = 0,16 εВо - 0,036 h + 0,409 z – 1,61 Дк – 0,24 ± 0,021 (Тенгиз)
R = 0,95;
Предкавказье
Ка = 0,441 - 0,02 εВо + 0,119 lgh + 0,811 lgL – 1,55 Дк ± 0,035
R = 0,73;
где: εВо – экспоненциальный хронобарический градиент, εВо = 10Во/1000,
(Во = 10 Рг.с./lgТп; Рг.с. - геостатическое давление (МПа), равное произведению
глубины залегания отложений (м) на величину средней плотности вышезалегающих
пород (кг/м3);
Тп - длительность этапов погружения, млн. лет); h – расстояние от подошвы соли, км; z
– расстояние до плоскости сравнения, км (глубина 7000м);
Дк – условный показатель динамокатагенеза, отражающий тектоническую
напряженность;
L – расстояние объекта до линии выклинивания, размыва солей, км.
Для оценки параметра Дк авторами получены уравнения, характеризующие его
связъ с глубиной залегания отложений (Н, м) для различных частей изучаемых ОПБ:
К1-J Терско-Каспийского прогиба Дк = 0,093Н + 0,02; К1-J Восточно-Кубанского
прогиба Дк = 0,043Н + 0,21; J-Д Астраханского свода Дк = 0,067 + 0,17; J-Д КаратонТенгизской зоны Дк = 0,035Н + 0,26.
С помощью уравнений множественной регрессии рассчитаны прогнозные
значения величин пластовых давлений на глубинах 6 – 7 км. Они составили: на
Астраханском месторождении – 73,2 МПа (6000 м), 77,0 МПа (7000 м), месторождении
Карачаганак - 64,2 МПа (6000 м), 66,3 МПа (6500 м), Тенгиз – 94,8 МПа (6000 м), 96,1
МПа (7000 м).
Литература
1.
2.
3.
4.
5.
Аникеев К.А. Прогноз сверхглубоких пластовых давлений и совершенствование глубокого
бурения на нефть и газ. Л.: Недра.-1971.- 264 с.
Добрынин В.М., Серебряков В.А. Методы прогнозирования аномально высоких пластовых
давлений. М.: Недра.- 1978.- 232 с.
Орлов А.А. Аномальные пластовые давления в нефтегазоносных областях Украины. Львов:
Высшая школа.-1980.- 188с.
Постнова Е.В., Кириллова Н.П. Гидродинамическая обстановка в подсолевых отложениях юговостока Прикаспийской впадины// Геология нефти и газа.- 1990.- № 11.- С.22-24
Резников А.Н. Хронобаротермические условия размещения углеводородных скоплений //
Советская геология.- 1982.- №6.- С. 6-11