Для оценки начальной нефтеводонасыщенности коллекторов верейских отложений Покровского месторождения по прямому методу, а также для уточнения других их физических свойств был изучен керн из скв. 555. Вскрытие верейского горизонта осуществлялось с использованием в качестве промывочной жидкости безводного дизельного топлива плотностью 0,85 - 0,9 г/см³. Керновый материал отбирался с помощью ДКНУ-145/67 из чисто нефтяной зоны залежи в интервале 1742-1762 м. Средний вынос породы по четырем долблениям составил 77 %, а в отдельных интервалах колебался от 46 до 94 %.

Во избежание потерь остаточной воды из образцов керна они после подъема на дневную поверхность своевременно и надежно консервировались по одному из известных способов [2, 3, 5]. Для этого куски породы сразу же после извлечения из керноподъемной трубы упаковывались в полиэтиленовые мешки, которые затем плотно обматывались марлей и заливались расплавленной смесью парафина и канифоли, а песчаники первого долбления до проведения анализов хранились в емкости с использованным при отборе керна раствором. После доставки кернового материала в лабораторию его внимательно осматривали и в случае обнаружения нарушений герметизирующей оболочки образцов, возникших при их транспортировании, ее немедленно восстанавливали путем повторного парафинирования. Предварительные операции по подготовке породы к анализу (ее расконсервация, резка на кварцераспиловочном станке и т. д.) выполнялись достаточно быстро, чтобы испарение остаточной воды было минимальным.

Из разгерметизированного керна одновременно отбирались образцы на различные виды анализов, которые проводились по общепринятым стандартным методикам [5]. Пористость определялась по способу Преображенского, газопроницаемость - на установке ГК-5, водонефтенасыщенность - в экстракционно-дистилляционных аппаратах. Емкостная характеристика и коэффициент водонасыщенности оценивались как с учетом, так и без учета минерализации остаточной воды [4]. Было проанализировано 214 образцов на пористость, 165 на газопроницаемость параллельно напластованию и 134 перпендикулярно к напластованию, 145 на количество остаточной воды, 83 на содержание в ней хлоридов, 60 на гранулометрический состав.

Кроме образцов, исследуемых на физические свойства, алмазным кругом отрезались тонкие пластины для изготовления шлифов, по которым описывались литолого-петрографические свойства пород. У выявленных при этом характерных типов литологических разностей детально изучался минералогический состав, а также проводилась диагностика глинистых минералов с привлечением химического, термического, рентгеноструктурного, электронно-микроскопического методов анализа.

Согласно результатам проведенных исследований керна из скв. 555, коллекторы нефти верейских отложений представлены песчаниками серыми и зеленовато-серыми, рыхлыми (слабосцементированными) и средней крепости, полимиктовыми. Основными породообразующими минералами являются кварц и полевой шпат. Зерна полевого шпата в основном представлены ортоклазом, в значительной степени выветрелым, каолинизированным, и плагиоклазом. Форма зерен кварца и полевого шпата полуокатанная и угловатая, редко окатанная. Размеры их варьируют в пределах 0,05 - 0,34 мм, преобладает мелкозернистая фракция 0,1 - 0,2 мм. Цемент поровый, пленочно-поровый и контактовый. В качестве цементирующего материала служат глины (каолинит, деградированные гидрослюды, монтмориллонит, смешаннослойные минералы, галлуазит), реже доломит, кальцит, сидерит, гипс, ангидрит, пирит, твердый окисленный битум, углистое ОВ. Участками зерна кварца и полевого шпата не имеют цемента, и тогда они плотно или слабо прилегают друг к другу, образуя выпукло-вогнутые, линейные и точечные контакты. Встречены в верейских песчаниках акцессорные минералы (циркон, гранат, турмалин, рутил).

Результаты определения коллекторских свойств пород, слагающих разрез скв. 555 в интервалах отбора керна, приведены на рис. 1 . Согласно этим данным, проанализированные песчаники имеют достаточно высокие емкостные и фильтрационные характеристики. Пористость их изменяется от 19,1 до 27,5 %, составляя в среднем 24 %, а с учетом минерализации остаточной воды - 24,7 % Размеры пор в шлифах от 0,02x0,03 до 0,1x0,2 мм. Проницаемость параллельно напластованию на отдельных образцах керна достигает 0,6 мкм² и более. В то же время начальная нефтенасыщенность оказалась сравнительно низкой. Среднее содержание остаточной воды в исследованных образцах, вычисленное с помощью моментов распределения методом условного нуля, составило без учета ее минерализации 27,7 % и с учетом - 29,2 %. Эти цифры явно не согласуются с данными, полученными ранее косвенными методами и использованными в работах по подсчету запасов нефти для обоснования соответствующего подсчетного параметра. Так, в 1969 г. начальная водонасыщенность верейских песчаников исследовалась методом капиллярной вытяжки на 58 образцах и средняя ее величина равнялась всего 9 %. Тогда ГКЗ СССР с учетом этих данных, а также материалов интерпретации каротажных диаграмм утвердила начальную нефтенасыщенность 85 %. Это значение следует рассматривать как завышенное, принимая во внимание результаты определения остаточной воды по прямому методу и несколько худшие показатели коллекторских свойств в других скважинах.

Данные анализа керна из скв. 555 обрабатывались с применением методов математической статистики. Исследовались взаимосвязи между различными физическими параметрами. В частности, на рис. 2 показана корреляционная зависимость между пористостью m и проницаемостью k, вычисленной как среднеарифметическое значение между замерами в двух параллельных направлениях. В полулогарифмических координатах эта зависимость представляет собой прямую линию и аппроксимируется уравнением

m= 15,56 + 3,74 lg k

Коэффициент корреляции r = 0,85 при объеме выборки n = 165 свидетельствует о достаточно тесной связи между пористостью и проницаемостью пород рассматриваемого типа. Приведенное уравнение регрессии может найти применение при решении задач выделения коллекторов в разрезе и установлении кондиционных значений физических свойств.

Особую практическую ценность представляют корреляционные зависимости, полученные между остаточной водонасыщенностью и другими физическими параметрами, в частности пористостью и проницаемостью. На рис. 3 представлена кривая, характеризующая зависимость между содержанием остаточной воды a_в и проницаемостью k. Она построена по данным анализа 117 образцов керна. Связь между a_в и k описывается уравнением регрессии

Корреляционное отношение равно 0,66. Кривая зависимости между остаточной водонасыщенностью и пористостью изображена на рис. 4 . Уравнение, связывающее указанные коррелируемые величины, имеет следующий вид:

Это эмпирическое соотношение получено по результатам 145 керновых определений. Корреляционное отношение составляет 0,62.

Кроме того, статистически анализировалось 117 совместных выборочных значений пористости, проницаемости и остаточной водонасыщенности [1]. По исследованной выборке получена нелинейная регрессионная модель

Поскольку между пористостью и проницаемостью корреляционная связь достаточно тесная, данная регрессионная модель не намного лучше, чем надлежащим образом выбранная модель по какому-нибудь одному из этих факторов. Поэтому значения лишь пористости и проницаемости пород верейских отложений еще недостаточны для оценки остаточной водонасыщенности с высокой степенью точности. Кроме этих параметров необходимо располагать дополнительными данными, статистически связанными с остаточной водонасыщенностью или с глинистостью.

Для указанной нелинейной модели истинное значение a_в с вероятностью (надежностью) 0,9 лежит в пределах

где - оценочное значение, полученное из нелинейной модели.

По тем же выборочным данным построена и простая линейная регрессионная модель:

Дисперсия ошибки, допускаемой при использовании этой модели, на 36 % меньше, чем априорная дисперсия параметра a_в.

В заключение следует отметить, что истинное содержание остаточной воды в верейских песчаниках впервые изучено прямым методом. Использование полученных при этом данных в подсчетах запасов нефти, несомненно, окажет существенную помощь в принятии более объективной и достоверной оценки начальной нефтенасыщенности однотипных с рассмотренными выше верейскими отложениями коллекторов, по которым керн с сохранением естественной водонасыщенности не отобран. Кроме того, на базе результатов проведенных исследований стало возможным повысить точность определения содержания остаточной воды в подобных коллекторах косвенными лабораторными методами центрифугирования, капиллярного давления, капиллярной вытяжки и др.

1. Борисов Б.Ф., Киршбаум В.Э., Самусенко И.М. Статистический анализ зависимости остаточной водонасыщенности верейских песчаников Покровского месторождения Оренбургской области от пористости и проницаемости. - Труды Гипровостокнефти, 1979, вып. 33, с. 126-131.
2. Колганов В.И., Калери Н.Б., Солдаткина Н.И. Исследование физических свойств и водонефтенасыщенности карбонатных пород пласта В₁ турнейского яруса на Сосновском месторождении. - Труды Гипровостокнефти, 1973, вып. 17, с. 47-61.
3. Котяхов Ф.И., Кузьмичев Ю.А., Мельникова Ю.С. Использование керна, отобранного на известково-битумном растворе, для оценки коллекторских свойствпород. - Труды ВНИИ. М., 1968, вып. IV, с. 56-74.
4. Котяхов Ф.И., Мельникова Ю.С., Кузьмичев Ю.А. Определение пористости и водонасыщенности керна с учетом минерализации содержащейся в ней воды. НТС по добыче нефти, ВНИИ, № 32, 1968, с. 108-110.
5. Методические рекомендации по исследованию пород коллекторов нефти и газа физическими и петрографическими методами. М., ВНИГНИ, 1978.

Рис. 1. Коллекторские свойства верейских песчаников в скв. 555 Покровского месторождения

Рис. 2. Зависимость между пористостью и проницаемостью верейских песчаников по керну из скв. 555 Покровского месторождения

Рис. 3. Зависимость между остаточной водонасыщенностью и проницаемостью для верейских песчаников по керну из скв. 555 Покровского месторождения

Рис. 4. Зависимость между остаточной водонасыщенностью и пористостью для верейских песчаников по керну из скв. 555 Покровского месторождения