Development of a Comprehensive Model of Zonal Oil and Gas Content based on the Criteria of Migration, Accumulation and Conservation of Hydrocarbons (using the Example of the Northern Part of the Bashkir Arch)

Using the northern part of the Bashkir Arch (BA) in Perm Krai as an example, a zonal oil and gas potential forecast was developed based on a combination of generation, migration, accumulation, and conservation indicators. The relevance of the study is due to the declining efficiency of geological exploration in the highly studied area. The study aims to develop a probabilistic model for assessing zonal oil and gas potential by combining probabilistic estimates of the generation and migration of dispersed organic matter, as well as the accumulation and conservation zones of hydrocarbon deposits. It has previously been established that the generation and migration of dispersed organic matter are primarily determined by the bitumen coefficient (β, in %) and the insoluble residue (IR, in %). The accumulation of hydrocarbon deposits directly depends on the absolute elevations and thicknesses between the main reflecting horizons of the BA. The preservation of hydrocarbon deposits is controlled by the hydrogeochemical properties of formation waters, among which the mineralization and metamorphism coefficient of formation waters are of key importance. Within the framework of this work, a complex probability P_com was developed based on the criteria characterizing the processes of generation and migration (P^g_com), accumulation (P^a_com) and conservation (preservation) (P^c_com) of hydrocarbon (HC) deposits. Analysis of the P_com values for territories within the contours of HC fields (class “in contour”) and territories outside the contours of oil and gas bearing capacity (class “outside contour”) showed that this criterion is characterized by statistically different average P_com values in the classes (0.536 – “in contour” and 0.424 – “outside contour”). A comparison of P_com with the criteria determining the processes of generation and migration (P^g_com), accumulation (P^a_com), and conservation (P^c_com) of hydrocarbon deposits revealed that the accumulation criterion P^a_com has the greatest influence on the P_com (r = 0.864), followed by the generation and migration criterion P^g_com (r = 0.355). The preservation criterion P^c_com has a lesser influence (r = –0.146). An analysis of the distribution of P_com values across the study area revealed that zonal oil and gas potential probabilities P_com greater than 0.7 units are characteristic of the southwestern part of the BA region, where large oil and gas fields are concentrated. The developed model demonstrates a relatively high predictive ability for assessing the zonal oil and gas potential of the BA territory. Characteristics associated with hydrocarbon accumulation processes (P^a_com) have the greatest impact on oil and gas potential, confirming the traditional concept of hydrocarbon deposits confined to anticlinal (uplifted) structures. The study's results are applicable to predicting oil and gas accumulation zones and ranking prepared structures based on the priority of deep drilling to optimize geological exploration in the Perm Krai.

Разработка комплексной модели зональной нефтегазоносности по критериям миграции, аккумуляции и консервации углеводородов (на примере северной части Башкирского свода)

На примере северной части Башкирского свода (БС) в пределах Пермского края выполнен зональный прогноз нефтегазоносности на основе комплексирования генерационных, миграционных, аккумуляционных и консервационных показателей. Актуальность исследования обусловлена снижением эффективности геологоразведки в условиях высокой изученности данной территории. Исследование направлено на разработку вероятностной модели для оценки зональной нефтегазоносности путем комплексирования вероятностных оценок процессов генерации и миграции рассеянного органического вещества, зон аккумуляции и консервации залежей углеводородов. Ранее было установлено, что процессы генерации и миграции рассеянного органического вещества в основном определяются величиной битумоидного коэффициента – β, %, и нерастворимого остатка – НО, %. Процесс аккумуляции залежей углеводородов напрямую зависит от абсолютных отметок и мощностей между основными отражающими горизонтами БС. Сохранность залежей углеводородов контролируется гидрогеохимическими особенностями пластовых вод, среди которых ключевое значение имеют минерализация и коэффициент метаморфизации пластовых вод. В рамках данной работы по критериям, характеризующим процессы генерации и миграции (P^Г_КОМ), аккумуляции (P^А_КОМ) и консервации (сохранности) (P^К_КОМ) залежей углеводородов (УВ), разработана комплексная вероятность P_комп. Анализ значений P_комп по территориям в пределах контуров месторождений УВ (класс «в контуре») и территориям за пределом контуров нефтегазоносности (класс «вне контура») показал, что данный критерий характеризуется статистически различными средними значениями P_комп в классах (0,536 – «в контуре» и 0,424 – «вне контура). В результате сопоставления P_комп с критериями, определяющими процессы генерации и миграции (P^Г_КОМ), аккумуляции (P^А_КОМ) и консервации (P^К_КОМ) залежей УВ, установлено, что наибольшее влияние на P_комп оказывает аккумуляционный критерий P^А_КОМ (r = 0,864), затем критерий генерации и миграции P^Г_КОМ (r = 0,355). Критерий сохранности P^К_КОМ оказывает меньшее влияние (r = –0,146). Анализ распределения значений P_комп по исследуемой территории позволил установить, что значения вероятности зональной нефтегазоносности P_комп более 0,7 доли ед. характерны для юго-западной части БС, где сосредоточены крупные нефтегазовые месторождения. Разработанная модель демонстрирует достаточно высокую прогностическую способность оценки зональной нефтегазоносности территории БС. Наибольшее влияние на нефтегазоносность оказывают характеристики, связанные с процессами аккумуляции залежей УВ (P^А_КОМ), что подтверждает традиционную концепцию приуроченности залежей УВ к антиклинальным (приподнятым) структурам. Результаты исследования применимы при прогнозировании зон нефтегазонакопления и ранжирования подготовленных структур по очередности ввода в глубокое бурение в целях оптимизации геолого-разведочных работ в Пермском крае.