К оглавлению

УДК 622.243.572:550.832

Об оптимальных отборах керна для петрофизического обеспечения геофизических исследований скважин

Р. Г. Томсон, Г. Г. Лебедева (Туркм. ОМЭ)

Успешность решения геологических задач методами промысловой геофизики в период разведки месторождения и оценки запасов связана со многими причинами, в ряду которых петрофизическому обеспечению обоснованно отводится весьма важное место. Как известно, переход от измеряемых геофизических величин к подсчетным параметрам осуществляется с помощью петрофизических зависимостей, установленных на керновом материале либо на моделях сред для изучаемого типа пород-коллекторов [1].

Совершенно очевидно, что надежность и точность получаемых подсчетных параметров в решающей степени зависит от того, насколько надежны и точны используемые петрофизические зависимости. Это общее положение настолько бесспорно, что в практике геологоразведочных работ давно укоренилось правило, согласно которому достижение высокой точности петрофизических связей обеспечивается вернее всего за счет возможно большего количества керновых анализов, другими словами за счет увеличения отбора керна.

Имеется немало примеров, когда в практической работе при количественной интерпретации материалов ГИС связь подсчетных параметров с измеренными геофизическими величинами устанавливается на сотнях и далее тысячах керновых определений. Нет необходимости упоминать о весьма высоких дополнительных затратах, связанных с отбором керна в глубоких скважинах. Они общеизвестны, и любая возможность их сокращения - важный резерв повышения эффективности бурения.

Уместно отметить, что обосновывая свои выводы столь обширным керновым материалом, промысловики обесценивают важнейшее преимущество промысловой геофизики - возможность бескерновой документации геологического разреза, не прямого, а опосредованного его исследования. Это преимущество теряется в погоне за точностью геофизических заключений. Между тем нетрудно показать на конкретном примере, что точность геофизических заключений, в частности точность определения подсчетных параметров, далеко не всегда зависит от количества керновых анализов. Применяемые в геофизике методы статистической обработки фактического материала позволяют получить, например, вполне надежные уравнения петрофизических связей на самом раннем этапе поисковых работ после проводки первых скважин. Эти связи могут с успехом использоваться на протяжении всей дальнейшей разведки месторождения и оценки его запасов.

Для примера сошлемся на опыт петрофизического обеспечения при разведке Даулетабадского газового месторождения. В начальный период поисково-разведочного бурения (1973-1976 гг.) зависимость параметра пористости от коэффициента пористости пород-коллекторов газоносного горизонта имела вид P_п=1/Kп^1.66. Эта зависимость, используемая для оценки пористости по диаграммам электрического каротажа, установлена по данным первых трех скважин на основании всего 37 керновых анализов. К середине 1977 г. такая же зависимость, но уже по 59 анализам (первые шесть скважин) имела вид P_п=1/Kп^1.66 т.е. практически не изменилась. К концу того же года зависимость была пересчитана с учетом новых керновых данных (всего 88 определений по восьми первым скважинам) и характер связи не изменился.

На этапе подсчета запасов по месторождению в распоряжении исследователей было 257 керновых анализов по 21 скважине. Уравнение связи имеет вид P_п=1.26/Kп^1.58. Расхождение с предыдущими графиками крайне мало, оно создает разброс в оценках коэффициентов пористости не более 1 %. Можно предположить, что это незначительное расхождение вызвано погрешностями определений, неизбежными при большом количестве анализов. Во всяком случае, контрольный график, построенный по случайной выборке (четыре скважины, выбранные наугад из всех пробуренных, 62 определения), имеет вид P_п=1/Kп^1.66, т.е. полностью совпадает с самым первым графиком.

Многолетние наблюдения, одно из которых описано в приведенном примере, убеждают в объективности тех петрофизических связей, которые были установлены на ранних этапах разведки месторождения и основывались на сравнительно небольшом объеме кернового материала. Все последующие анализы, выполненные с целью уточнения этих связей, всего лишь подтвердили их объективность, т. е. оказались избыточными и, строго говоря, неинформативными. Обилие кернового материала в конце разведки месторождения не привело, как можно было бы предполагать, к повышению точности геофизических заключений.

Практика разведки того же Даулетабадского газового месторождения дает и другой пример избыточной информации. Речь идет о массиве петрофизических данных, накопленных в ходе разведочных работ и использованных в подсчете запасов лишь наполовину. В целом на керновом материале месторождения проведено более 4 тыс. анализов, в ходе которых определено 14 петрофизических параметров. Статистическая обработка полученных данных позволила установить 14 видов петрофизических зависимостей. Отметим, что по статистическим характеристикам эти зависимости безупречны. В каждой из них участвует от 60 до 300 точек, коэффициенты корреляции связи достаточно высоки (r=0,86-0,89). Это обстоятельство вполне согласуется с опубликованными недавно выводами [3], согласно которым коэффициенты корреляции петрофизических связей возрастают с глубиной, достигая максимальных значений на глубине более 3 тыс. м. Именно на этих глубинах залегает продуктивный горизонт Даулетабадского месторождения.

Однако далеко не вся эта обширная и статистически надежная информация оказалась необходимой в решении геологических задач по оценке месторождения. Примерная степень ее использования на стадии подсчета запасов приведена в таблице. Как видно, почти 80 % керновых анализов и более половины петрофизических данных не нашли применения и тоже составили избыточный, неиспользуемый объем информации.

Есть основания полагать, что породы-коллекторы продуктивного горизонта Даулетабадского месторождения однородны по строению и выдержаны по площади. Видимо, при столь благоприятных геологических условиях нет необходимости в больших объемах кернового материала: его количество должно удовлетворять лишь требованию оптимального петрофизического обеспечения, от которого зависит эффективность использования материалов ГИС [2]. Для продуктивного готеривского горизонта Юго-Восточной Туркмении это оптимальное количество легко усматривается из приведенных выше примеров. В связи с этим уместно привести данные по фактическим объемам поднятого керна из Даулетабадского месторождения: число пробуренных разведочных скважин - 46, из них скважин с отбором керна - 44, суммарная проходка по продуктивному горизонту-1010 м, в том числе проходка с отбором керна - 800 м (80 %), суммарный вынос керна - 460 м (57 %).

Практика разведки газовых месторождений Юго-Восточной Туркмении и анализ информативности накопленных геолого-геофизических данных позволяет предложить следующую примерную схему получения оптимального количества керновой информации на различных этапах поисково-разведочных работ.

1. На поисковом этапе, когда наличие залежи еще не установлено, нет необходимости отбирать керн для петрофизических исследований. В этот период ведется подготовительная работа к последующему отбору керна и его использованию: уточняются глубины залегания продуктивного комплекса, его выдержанность по площади, предварительно по материалам ГИС и косвенным признакам оцениваются строение и тип коллектора. При необходимости выделяются поля, более или менее однородные по строению коллектора. Строго говоря, на этом этапе возможен отбор керна из одной скважины с целью подтверждения наличия залежи по дополнительным признакам.

2. В начале разведочного этапа керн отбирается в первых нескольких (3-5) скважинах. Целесообразен сплошной его отбор в интервале продуктивного горизонта, что позволяет точнее привязать керн к диаграммному материалу, получить наиболее полное представление о вертикальной изменчивости строения продуктивного горизонта, а главное - быстро набрать необходимое количество образцов для последующей обработки данных анализа керна.

В случае разделения площади на поля (см. п. 1) следует скорректировать отбор керна так, чтобы каждое выделенное поле было достаточно равномерно освещено петрофизическим материалом.

При условии выдержанности коллектора по площади керн, отобранный из первой скважины, целесообразнее всего использовать для проверки применимости уже существующих петрофизических зависимостей (региональных или полученных на соседних разведочных площадях). В наиболее благоприятных случаях может оказаться, что эти зависимости распространяются и на разведываемую площадь и могут быть использованы при оценке запасов. В таких случаях отбор керна целесообразно в дальнейшем сократить.

Что касается объемов оптимальных исследований на керне, то определения того или иного набора петрофизических параметров и связей выполняются в зависимости от конкретной геологической обстановки и с учетом сведений о коллекторе, полученных на поисковом этапе. Пример оптимального объема аналитических данных, использованных при подсчете запасов газа Даулетабадского месторождения, приведен выше.

Этим заканчивается формирование основного массива петрофизической информации. В дальнейшем отбор керна может быть проведен эпизодически в единичных скважинах и использован лишь для подтверждения или корректировки представлений об исследуемом коллекторе.

Хотя описанная схема накопления и использования фактического материала, по нашему убеждению, одинаково применима к любой разведочной площади независимо от ее размеров, строения и объема запасов, она не претендует, разумеется, на законченность, полноту и всеобъемлемость. Она лишь показывает вполне реальные и легко осуществимые возможности сокращения затрат в глубоком бурении и повышения его эффективности в результате отказа от дорогостоящей избыточной информации.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Вендельштейн Б.Ю., Резванов Р.А. Геофизические методы определения параметров нефтегазовых коллекторов. М., Недра, 1978.

2. Кобранова В.Н. Физические свойства горных пород. М., Гостоптехиздат, 1962.

3. Коллекторы нефти и газа на больших глубинах. Мат-лы II. Всесоюз. конф., посвящен. 50-летию МИНХиГП. М., 1980.

Поступила 25/XI 1982 г.

Таблица

Число анализов		Число петрофизических параметров		Число петрофизических связей
Проведено	Использовано	Определено	Использовано	Установлено	Использовано
4000	900	14	6-7	14	4-6