|
УДК 550.839.552.54 |
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДАННЫХ
КАВЕРНОМЕТРИИ ДЛЯ РАСЧЛЕНЕНИЯ КАРБОНАТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
(Статья печатается в порядке обсуждения.
Редакция считает, что автор преувеличивает возможности кавернометрии.)
В.Н. Дахнов
При изучении карбонатных отложений и среди них коллекторов нефти и газа необходимо возможно больше использовать весь комплекс данных геофизических методов исследования скважин и наиболее полно их учитывать при составлении схем классификации карбонатов, основанных на данных структурного и минерального анализа. Такое требование выдвигается, во-первых, тем, что подавляющее большинство нефтяных и газовых скважин бурится без отбора или с минимальным отбором керна. Таким образом, любые классификации, построенные без учета данных геофизики, не могут быть полностью использованы в практике. Во-вторых, отобранный керн и особенно шлам редко характеризуют всю карбонатную толщу и особенно коллекторы в целом. В большинстве случаев на поверхность извлекаются наиболее плотные разности карбонатов, в наименьшей степени определяющие их коллекторские свойства. Выявление же последних и их изучение является одной из основных задач, возникающих при поисках и разведке залежей нефти и газа. Некоторые типы карбонатных коллекторов, как, например, коллекторы с карстовым типом мегапористости и крупнотрещинные не могут быть выявлены по данным отбора керна. Между тем, именно к этому типу коллекторов обычно приурочены наиболее мощные притоки нефти и газа, суточные дебиты которых иногда превосходят 1000 т жидкости.
Исследования, выполненные на кафедре промысловой геофизики МИНХ и ГП им. Губкина, и проведенные на скважинах измерения совместно с Татнефтегеофизикой и Крымской геофизической экспедицией устанавливают значительно большие возможности использования данных кавернометрии скважин для изучения карбонатных отложений, чем это предполагалось ранее, и особенно данных микрокавернометрии (Так называется метод, при котором кавернограммы регистрируются в очень крупных масштабах (обычно в масштабах 1 : 1 или 1 : 2 по диаметру и 1 : 50 или 1 : 200 по глубине), причем желательно каверномером с укороченной длиной рычагов (30-50 см).).
Анализ показывает, что по кавернограммам карбонатные отложения можно подразделить на пять основных типов, отличающихся следующими признаками. Первый тип характеризуется практически постоянным диаметром скважины, на несколько миллиметров большим, равным или несколько (не более чем на 0,5 см) меньшим диаметра dд долота, которым бурилась скважина (на рис. 1 - а). Такую характеристику обычно имеют плотные, в частности, сильно окремнелые и метаморфизированные известняки и доломиты ничтожной пористости. Есть основания предполагать, что многие из трещин, наблюдаемых в кернах, поднятых из этих отложений, в условиях горных давлений, соответствующих глубинам их залегания, в основном являются закрытыми. Карбонаты такого типа не представляют интереса для поисков промышленных скоплений газа и нефти. К ним, в частности, относятся некоторые участки разреза верхнего карбона и низов верхнего девона Волго-Уральской нефтеносной области.
Второй тип отмечается небольшими и обычно частыми изменениями диаметра скважины, как правило, в пределах -1- +2 см (на рис. 1-б). Такая характеристика карбонатных отложений типична для мелкотрещиноватых известняков и доломитов палеозоя Западного Приуралья и Поволжья. При этом большинство из отмечаемых каверномером трещин, по-видимому, совпадает с направлением напластования. Карбонаты с такой характеристикой (анизотропно-трещиноватые) могут служить коллекторами нефти и газа. Проникновение фильтрата бурового раствора в такие коллекторы в большинстве случаев должно быть небольшим, что иногда обеспечивает возможность изучения их нефтегазоносности при помощи бокового электрического зондирования и особенно по данным комплексного анализа диаграмм электрометрии и нейтронного метода исследования скважин. Следует отметить, что чем скорее после вскрытия изучаемого интервала будут проведены такие исследования, тем точнее будут выводы о возможной нефтеносности разреза.
В газоносных коллекторах при интенсивной трещиноватости для выяснения возможной продуктивности коллектора целесообразно провести повторные измерения нейтронным гамма-методом до и после обсадки скважины, причем последний замер должен быть выполнен через определенный промежуток времени, по истечении которого возможно восстановление газонасыщения коллектора в прискважинной зоне.
Третий тип карбонатных отложений отмечается некоторым довольно стабильным увеличением диаметра скважины - обычно до 10 и 20 см (рис. 2). Такая характеристика типична для сильно трещиноватых коллекторов - плитчатых известняков и доломитов с сильно развитой взаимно перпендикулярной трещиноватостью (в частности, изотропно-трещиноватых коллекторов), некоторых мелоподобных известняков, а также рыхлых ракушняков и прослоев доломитовой муки. Такие породы в процессе бурения легко выкрашиваются и, отваливаясь, увеличивают диаметр скважины. К породам с такой характеристикой относятся высокопродуктивные верхнемеловые карбонатные отложения Чечено-Ингушской и Северо-Осетинской областей. Эти отложения обычно отмечаются относительно низкими удельными электрическими сопротивлениями и интенсивностями гамма-излучения радиационного захвата.
Четвертый тип характеризуется сильными увеличениями диаметра скважины, часто превосходящими возможный диаметр раскрытия рычагов каверномера (рис. 3). Крупные каверны, обычно не превышающие по мощности нескольких метров, часто чередуются с участками постоянного диаметра, близкого к диаметру долота, или с одной из характеристик, указанных ранее и описанных ниже. Такой тип кавернограмм характерен для закарстованных участков разреза в тех случаях, когда скважиной вскрыты крупные карстовые полости. Часто такие участки разреза выделяются также резкими аномалиями температур и низкими значениями rk, Ing, Ig, Ucn и UВП. Вследствие интенсивного, иногда даже катастрофического поглощения бурового раствора карстовыми полостями вероятная продуктивность коллекторов этого типа по данным промысловой геофизики устанавливается с большим трудом. Это можно сделать в некоторых случаях по данным нейтронных исследований, выполненных до и после обсадки скважины. При этом в случае предполагаемой нефтеносности коллектора желательна предварительная (при поглощении раствора) тщательная промывка скважины буровым раствором с минерализацией по хлору, равной минерализации пластовьх вод. При выявлении газоносных коллекторов, наоборот, желательна промывка скважины возможно более пресным буровым раствором или раствором с добавкой бора.
Пятый тип карбонатных отложений характеризуется значительным уменьшением диаметра скважины, вызванным образованием сальников (рис. 4). Это уменьшение диаметра скважины относительно мало изменяется с глубиной. Такая характеристика кавернограмм типична для карбонатов с межзерновой и микрокавернозной пористостями при хорошей сообщаемости пор между собой, как например, для оолитовых известняков, ситчатых разностей и некоторых ракушняков с относительно малым размером пор.
Вероятная продуктивность таких отложений во многих случаях может быть установлена по данным электрометрии скважин (боковые электрические зондирования, зонды больших размеров) в комплексе с нейтронными исследованиями. Однако в других случаях здесь также наблюдается достаточно глубокое проникновение фильтрата бурового раствора, затрудняющее решение данной задачи без выполнения специальных исследований, о которых говорилось выше. К коллекторам этого типа, в частности, относятся отдельные участки карбонатного разреза каменноугольных и девонских отложений Урало-Поволжья, карбонаты третичного и мелового возраста межгорных впадин Памира и Тянь-Шаня.
Естественно, что в природных условиях редко приходится встречаться с одним типом отложений, как это, например, показано на рис. 4. Обычно наблюдается сочетание нескольких типов. Так, в разрезах скважин, вскрывающих мощную толщу карбонатов палеозоя Урало-По-волжья, встречаются почти все типы карбонатов, соответственно отмечающиеся на кавернограммах.
Количественную оценку коллекторских свойств выделенных карбонатов и тем более определение их вероятной продуктивности следует обязательно производить на основании данных комплексной интерпретации результатов электрометрии, радиометрии и других методов исследования разрезов скважин.
Таким образом, различный, указанный ниже, характер кавернограмм позволяет выделить в карбонатном разрезе пять типов пород со следующей краткой характеристикой:
1. диаметр скважины равен (или несколько меньше) диаметру долота, которым бурилась скважина; плотнокристаллические, крепкие, практически непористые и непроницаемые разности неколлекторы;
2. незначительные и резкоизменяющиеся величины диаметра скважины плотнокристаллические, но трещиноватые разности, с преимущественно одним направлением трещин, часто совпадающих с направлением напластования; обычно плохие коллекторы;
3. диаметр скважины достаточно постоянен (до 10-20 см) и превосходит диаметр долота, которым бурилась скважина; сильно трещиноватые карбонаты с взаимно перпендикулярной трещиноватостью (например, мелко плитчатые разности), а также другие рыхлые карбонатные породы - землистые известняки и доломиты, доломитовая мука, некоторые мелоподобные известняки, во многих случаях хорошие коллекторы;
4. резкое увеличение диаметра скважины, нередко превосходящее наибольший диаметр раскрытия рычагов каверномера; закарстованные карбонаты с характерным типом карстовой мегапористости, обычно очень хорошие коллекторы с исключительно высокой пористостью и проницаемостью;
5. диаметр скважины значительно меньше диаметра долота, которым бурилась скважина; гранулярно-пористые карбонаты, характеризующиеся в основном межзерновой и микрокавернозной пористостью, с хорошей сообщаемостью пор между собой, обычно достаточно хорошие коллекторы со средней пористостью и проницаемостью.
МИНХ и ГП им. Губкина
Рис. 1. Пример микрокавернограммы в карбонатных отложениях каменноугольного возраста Татарии.
1 - кривая КС; 2 - кривая ПС; 3 - кавернограмма; 4 -известняки и доломиты чистые; 5-то же, слабоглинистые; 6 -мергели; а - плотные разности карбонатов; в-слабо, а местами сильно трещиноватые карбонаты.
Рис. 2. Пример кавернограммы в карбонатных отложениях верхнего мела Чечено-Ингушской АССР.
1 - кривая КС; 2 - кривая ПС; 3- кавернограмма; 4 - известняки рыхлые трещиноватые и кавернозные; 5-глины.
Рис. 3. Пример кавернограммы в закарстованных карбонатах.
1-кривая КС; 2-кривая ПС; 3- кавернограмма; 4-термограмма (снята после цементации скважины); 5 - кривая интенсивности радиационного гамма-излучения; 6-то же, естественного гамма-излучения.
Рис. 4. Пример кавернограммы в карбонатных отложениях с интенсивно развитой межзерновой пористостью.
1-кривая КС; 2-кривая ПС; 3-кавернограмма; 4- кривая интенсивности радиационного гамма-излучения; 5 - то же, интенсивности естественного гамма-излучения; 6 -карбонаты; 7-ангидриты.