Б. Н. ЛЮБОМИРОВ
О „водяных включениях" в газовых и нефтяных залежах Южного Тимана
В процессе изучения гидрогеологических условий эксплуатационных участков и разведочных площадей на ряде площадей Тимано-Печорского нефтегазоносного бассейна установлено прихотливое распределение воды, нефти и газа, не подчиняющееся законам гравитации. В Седь-Иольском, Вой-Вожском и Нибельском поднятиях замечено присутствие вод с повышенной, по отношению к пластовым законтурным водам, минерализацией. Небольшие по размерам «водяные включения» оказались захороненными в пределах газовых (нефтяных) залежей, причем в большинстве случаев они заключены в участках пласта с пониженными коллекторскими свойствами. Таким образом устанавливается избирательная способность заполнения пор пласта, когда проницаемые участки пласта заполнены нефтью и газом, а менее проницаемые - водой.
О приуроченности части обводняющихся скважин в пределах контура газоносности (нефтеносности) к участкам пласта с менее благоприятными коллекторскими свойствами неоднократно упоминалось в годовых геологических отчетах эксплуатационного треста и в работах отдельных геологов, но попыток объяснить природу этого явления предпринято не было.
Обычно подобная аномалия и объясняется в условиях Ухты тектонической нарушенностью пласта, когда в пределах каждого очень ограниченного по размерам тектонического блока наблюдается самостоятельное распределение воды, нефти и газа. Однако внимательное изучение результатов опробования пласта по большому количеству скважин позволило подметить, что подобные случаи получения неожиданного притока воды в скважинах, расположенных, казалось бы, в благоприятных структурных условиях и в пределах заведомого контура газоносности или нефтеносности, часто характеризуются весьма незначительными дебитами. Наглядным примером последнего является получение притока вод повышенной минерализации (содержание солей изменяется в пределах от 153,2 до 164,1 г/литр) в течение очень непродолжительного времени в скважинах 4, 43, 47 Вой-Вожского поднятия, причем этому периоду соответствовали малые поступления воды порядка 1-4 м3/сутки, а последующее увеличение притока сопровождалось снижением степени минерализации до пределов, характеризующих пластовые законтурные воды (содержание солей изменяется от 113,8 до 126,2 г/литр). Тот факт, что воды повышенной минерализации оказались приуроченными к периоду поступления в скважину небольшого количества воды, указывает на очень ограниченные ее запасы, расположенные в пределах газовой залежи, которые быстро израсходовались и заменились высокодебитными притоками вод с обычной для данного пласта минерализацией. Такое явление чаще всего наблюдается в скважинах, вскрывших пласт с определенной литологической его характеристикой, что позволяет объяснить присутствие пластовых вод в пределах контура газоносности (нефтеносности) совершенно по иному, не прибегая к помощи сбросов.
Историю образования таких «водяных включений» можно представить себе в следующем виде. В период, предшествовавший образованию нефтяной или газовой залежи, природный резервуар был заполнен водами, находившимися в условиях весьма замедленной циркуляции, причем последняя осуществлялась более интенсивно на участках резервуара с повышенными коллекторскими свойствами. С течением времени произошел ряд изменений и на участке современного расположения залежи газа (нефти) создались благоприятные структурные условия для их аккумуляции. Находясь в непрерывном контакте с водой, газ и нефть постепенно скапливались в сводовой части поднятия, причем их распределение происходило под влиянием сил гравитации. Однако на участках с пониженными коллекторскими свойствами гравитационные силы не смогли преодолеть сил капиллярного сцепления и пластовые воды, занимавшие эти участки, оказались неполностью замещенными нефтью или газом, т. е. образовали в пределах возникшей нефтяной (газовой) залежи локализованный водоносный участок, который, учитывая специфику его образования, предлагается называть «водяным включением». Это наименование предлагается, так как рассматриваемый случай не подходит под определение водоносной линзы, под которой понимают заполненную водой песчаную линзу, окруженную со всех сторон слабо проницаемыми разностями пород - глин, алевролитов, аргиллитов или суглинков. В данном же случае наблюдается явление, когда в толще песчаников, насыщенных нефтью или газом, заключена линза менее проницаемых разностей, содержащих сравнительно небольшое количество воды.
Располагаясь в пределах газовой (нефтяной) залежи, «водяные включения» находятся в относительном покое до момента вскрытия и последующей разработки этой залежи, когда в результате искусственно создаваемой вокруг скважин депрессионной воронки пластового давления огромные количества газа, проходящие через призабойное пространство, увлекают за собой воду, часть которой переходит в парообразное состояние и устремляется к устью скважин, а часть скапливается на забое скважины, приобретая за счет испарения несколько большую концентрацию своего солевого состава. В результате извлекаемая с забоя скважины вода, обладающая повышенной степенью минерализации, создает впечатление, что подобная минерализация является присущей водам того «водяного включения», которое оказалось в сфере депрессионной воронки вокруг эксплуатационной скважины. Часть воды, перешедшая под влиянием перепада давления в призабойной зоне скважины в парообразное состояние, увлекается газом по стволу скважины и, достигнув устья скважины, попадает в обстановку еще более низких давлений и значительно пониженных температур, что способствует ее обратному превращению в капельно-жидкое состояние. О значительности роли температурного фактора при конденсации водяных паров свидетельствует резкое увеличение количества поступающих конденсатных вод в более холодные зимние месяцы.
Конденсатные воды пресные с минерализацией до 0,3-0,6 г/л, и весьма пестрым солевым составом, когда наблюдается преобладание то хлоридов, то сульфатов, то гидрокарбонатов щелочей или щелочноземельных металлов, без какой-либо видимой закономерности.
По мере эксплуатации скважины, ранее дававшие вместе с газом небольшие количества вод конденсатного происхождения, постепенно начинают обводняться законтурными пластовыми водами. Статистика промысловых данных показывает, что подобные случаи получения неожиданного притока пластовых вод в пределах газовой залежи являются довольно распространенными и хорошо увязываются с результатами эксплуатации на этих участках. Так, работники промыслов неоднократно отмечали значительные трудности отбора проб воды для анализа на участках пласта с хорошей проницаемостью и сравнительную легкость получения воды на участках пласта с пониженными коллекторскими свойствами, где при таких же или даже более высоких абсолютных отметках наблюдалось значительно большее поступление пластовых вод.
Рассмотрение условий образования «водяных включений» и их последующее участие в обводнении газовых скважин показывает необоснованность проведения из-за появления воды в скважинах многочисленных мелких тектонических нарушений, не улавливающихся обычными методами геологической интерпретации материалов бурения.
ВНИГРИ