|
УДК 550.832 |
Повышение геологической эффективности изучения коллекторов по данным ГИС
А. Н. АФРИКЯН, В. Е. ЧЕМОДАНОВ (МИНХиГП)
Перспективы нефтегазоносности Прикаспийской впадины, особенно отложений подсолевого комплекса, залегающего на больших глубинах, оцениваются очень высоко. Изучение этих отложений, выделение в них коллекторов и оценка характера насыщения не всегда производятся однозначно.
В карбонатном разрезе коллекторы, имеющие межзерновую пористость, по материалам ГИС выделяются достаточно уверенно. Основой выделения является сопоставление значений пористости, полученных различными методами. Границу коллектор - неколлектор проводят по критическому значению Кп. Однако при таком подходе отложения со сложным строением порового пространства (трещиноватые, кавернозные) могут быть пропущены.
Терригенные породы по данным керна очень неоднородны и представлены песчаниками, алевролитами, аргиллитами, конгломератами, гравелитами. Под действием высоких давлений и температур отложения претерпели значительные изменения, в этих условиях возрастает роль вторичной пористости.
Технология проводки скважин, которые бурятся в сложных геолого-технических условиях, при наличии в разрезах толщи пластичных солей, разрушающихся аргиллитов, аномально высоких пластовых давлений также оказывает влияние на участки пласта в прискважинной зоне, что осложняет освоение скважин.
Для выделения коллекторов сложного строения необходимо развивать те направления геофизических исследований, которые позволяют фиксировать перемещение флюида в прискважинной зоне пласта. Перемещение флюида свидетельствует о наличии гидродинамической связи в системе скважина - пласт и, следовательно, является прямым признаком коллектора. Возможности геофизических методов для решения задач этого класса были сформулированы и обоснованы в ряде работ [1-3].
В настоящее время для регистрирования перемещения флюида в прискважинной зоне могут быть предложены различные методы. Наибольшее распространение получили электрические. Разработано много модификаций, включающих бурение со сменой раствора, задавливание промывочной жидкости в пласт, исследования в процессе испытания скважин и др. [1, 4].
Для выделения коллекторов нами были опробованы методики временных замеров сопротивлений и термометрии при неустановнвшемся тепловом режиме в процессе бурения скважин. Выбор этих методик не случаен. Прежде всего, в глубоких скважинах проведение каких-либо дополнительных технологических операций - смены раствора, создания избыточного давления и т. д. - требует дополнительного времени и, что самое существенное, может привести к осложнению открытого ствола скважины. Выбранные методики технологичны и свободны от этих недостатков.
Кроме того, при любом воздействии на пласт после окончания бурения выделяется только часть проницаемых интервалов. В момент вскрытия пласта фильтрат бурового раствора проникает во все проницаемые зоны, поэтому предложенными методиками в принципе могут быть выделены все коллекторы.
При проведении временных замеров диаграммы сопротивлений регистрируются по всему открытому стволу с неоднократным перекрытием вышележащих горизонтов. Методика простая, но возникали затруднения с интерпретацией получаемых результатов.
Было сложно выявить изменение сопротивления, связанное с техническими условиями исследований.
Нами в основу обработки временных замеров электрометрии положены рекомендации, предложенные в работе [5].
При
интерпретации вычисляется относительный параметр
, где 
кажущееся
сопротивление, снимаемое с диаграммы i-того замера, 
-
кажущееся сопротивление, снимаемое с диаграммы последнего замера. По опорным
пластам вычисляется диапазон изменения параметра n, не связанный с изменением сопротивления
пласта:
[6].
Если
в процессе бурения сопротивление бурового раствора изменилось, то требуется
предварительно вычислить, пользуясь показаниями каждого зонда по двухслойной
палетке, фиктивные значения
Основой применения термометрии для выделения коллекторов является различие процессов восстановления температуры в пластах, фильтрующих и не фильтрующих промывочную жидкость [7]. Как показали теоретические расчеты, коллекторы, в которых происходит фильтрация бурового раствора, по диаграмме термометрии, зарегистрированной при неустановившемся тепловом режиме, могут быть выделены по отрицательным аномалиям температуры. Для повышения информативности термограмму целесообразно перестроить в градиент-термограмму, которая более дифференцирована.
Рассмотренные методики были опробованы в глубоких скважинах ряда площадей Прикаспийской впадины. Следует отметить, что практически все коллекторы, выделяемые по стандартным методикам, выявляются и по временным замерам.
В качестве примера на рис. 1 приведены диаграммы по скв. 26 Астраханского месторождения. Рассматриваемая часть разреза представлена высокопористым карбонатным коллектором, выделение которого по материалам геофизических исследований затруднений не вызывает. Пористость пласта, определенная по данным нейтронного и акустического методов, 8,8 %; на диаграммах микрозондов отмечается глинистая корочка. По данным временных замеров, сопротивление пласта изменяется. Пласт является коллектором.
В скв. Г-5 месторождения Жанажол строение карбонатной толщи более сложное. Диаграммы по части продуктивной толщи приведены на рис. 2. При подсчете запасов в интервале 2844-2854 м эффективная мощность была принята равной 3,8 м. Все выделенные интервалы характеризуются относительно невысокими значениями пористости (около 6 %). По данным временных замеров, эти интервалы также являются коллекторами.
Кроме того, по временным исследованиям, в разрезе выделяется целый ряд пластов-коллекторов, которые при подсчете запасов в эффективную мощность не включены. Это низкопористые отложения. Для месторождения Жанажол критическая величина пористости для коллекторов принята равной 6 %. В то же время в разрезе присутствуют пласты, пористость которых менее 5 %, но, по нашим данным, в них фиксируется перемещение флюида, что свидетельствует о проницаемости отложений. Такую характеристику имеют пласты 63, 64, 69 (см. рис. 2).
Пласты 63, 64 попали в интервал испытания, из которого притока не получено. Однако изменение сопротивления на диаграмме экранированного зонда и низкий градиент температуры свидетельствуют о глубоком проникновении промывочной жидкости в пласт.
По нашим представлениям, противоречивая информация о возможности получения притока пластового флюида из подобных отложений объясняется сложным строением порового пространства. Коллекторские свойства контролируются системой трещин, по которым происходит глубокое проникновение фильтрата бурового раствора в пласт, а зона кольматации ухудшает коллекторские свойства прискважинной части пласта. При освоении скважин эти особенности строения коллектора необходимо учитывать.
Присутствие в разрезе трещиноватых коллекторов подтверждается многочисленными исследованиями керна. На графиках распределения пористости (рис. 3) проницаемые образцы располагаются по всему диапазону изменения пористости.
Таким образом, в подсолевых отложениях границу коллектор - неколлектор только по величине пористости проводить нельзя.
Насколько существенно влияние низкопористых коллекторов на величину геологических запасов и проектируемый отбор нефти или газа, можно проследить на примере I подсолевого продуктивного горизонта месторождения Жанажол. Так, в скв. Г-5 в интервале проведения временных замеров 2790- 2865 м при подсчете запасов принятое значение эффективной мощности равнялось 14,2 м. По результатам изучения зон фильтрации дополнительно выделено еще 32 м. В скв. Г-19 в интервале 2565-2735 м к 84,3 м эффективной мощности, определенной по критическому значению пористости, затем также добавилось еще 30,8 м.
С увеличением глубины залегания отложений, в частности, для II подсолевого продуктивного горизонта месторождения Жанажол значимость трещинного коллектора еще более возрастает.
Второй тип коллектора, который также не включен при подсчете запасов в эффективную мощность, приурочен к высокопористым отложениям. Геофизическая характеристика таких отложений приведена на рис. 2, пласт 60.
На диаграммах ГИС пласт выделяется несколько увеличенным диаметром скважины, повышенными значениями естественной гамма-активности, высокими, по данным акустического и нейтронного методов, значениями пористости. По внешнему виду диаграмм данный интервал напоминает аргиллиты, и на этом основании он без дополнительных исследований отнесен к неколлектору. По данным временных замеров четко прослеживается проникновение фильтрата бурового раствора и, следовательно, пласт является коллектором.
Отнесение пласта к коллектору нетолько влияет на геологические запасы месторождения, но и существенно меняет представление о строении залежи.
Если пласт - неколлектор, то он может служить покрышкой для нижележащих горизонтов. При подсчете запасов это так и принималось. В результате в толще карбонатных отложений выделены три продуктивных горизонта, разделенные непроницаемыми разностями. На рис. 2 кровля продуктивной пачки В проведена на глубине 2840 м. Интервал 2812-2840 м рассматривался как покрышка.
Если пласт - коллектор, то он представлен высокопористыми разрушенными отложениями, коллекторские свойства которых определяются системой трещин и пустот выщелачивания. Это будут интервалы, обладающие наиболее высокими по разрезу емкостными и фильтрационными свойствами. Наличие в разрезе высокопроницаемых коллекторов окажет существенное влияние на дебит эксплуатационных скважин и величину извлекаемых запасов, их необходимо учитывать при составлении проекта разработки.
Коллекторы подобного типа в подсолевых отложениях Прикаспийской впадины имеют достаточно широкое распространение. Так, на месторождении Жанажол в скв. Г-5 выделены пласты 70, 79, 82 (см. рис. 2), имеющие аналогичную или близкую характеристику. В скв. Г-19 в интервале проведения временных замеров установлено восемь пластов общей мощностью 12,4 м. В скв. П-52 площади Кордуан, расположенной на склоне Астраханского поднятия, также выделен ряд пластов.
Изучение зон фильтрации позволило и в терригенном разрезе оценить коллекторские свойства отложений несколько иначе. Проиллюстрируем это на примере Биикжальской скв. СГ-2.
Стандартными приемами в разрезе был выявлен ряд пластов, которые рассматривались как возможный коллектор (пласты 27-30, рис. 4). Однако при испытании этих интервалов промышленных притоков пластового флюида не получили.
Переинтерпретация имеющихся материалов с целью определения зон фильтрации подтвердила, что в процессе бурения происходит проникновение фильтрата бурового раствора и выделенные пласты, действительно, являются коллекторами. Об этом свидетельствуют изменение сопротивлений и низкие значения градиента температуры. Для получения притока требуется, по всей вероятности, более интенсивное воздействие на пласт, восстанавливающее проницаемость в прискважинной зоне.
Кроме песчаников интерес представляют отложения, которые относятся к аргиллитам. По данным временных исследований, в ряде случаев фиксируется проникновение фильтрата бурового раствора. В частности, на рис. 4 выделены пласты 13-21 (интервал 5542- 5568), в которых по данным электрометрии и термометрии четко регистрируется перемещение флюида в прискважинной части пласта.
Это не единственный пример. Подобные отложения встречаются на площадях Кенкияк, Каратюбе. Изучению их и возможности получения из них промышленных притоков нефти и газа следует уделить особое внимание.
Выводы
1. Геологическая эффективность геофизических исследований при выделении сложных коллекторов значительно повышается, если учитывать наличие гидродинамической связи в системе скважина - пласт, которая проявляется в процессе бурения.
2. Методики обработки временных замеров электрометрии и интерпретации данных термометрии при неустановившемся тепловом режиме позволили выявить в карбонатном разрезе низкопористые трещиноватые коллекторы и высокопористые, возможно кавернозные, разности. Выделение этих коллекторов существенно меняет представление о строении залежи.
3. В терригенном разрезе кроме песчаников коллекторами на больших глубинах могут быть аргиллиты.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Африкян А.Н., Маринкина Н.И. Методика выделения терригенных коллекторов в подсолевых отложениях Прикаспийской впадины по материалам геофизических исследований скважин. - В кн.: Коллекторы нефти и газа на больших глубинах. М., 1980, с. 204- 209.
2. Вендельштейн Б.Ю., Резванов Р.А. Геофизические методы определения параметров нефтегазовых коллекторов. М., Недра, 1978.
3. Дахнов В.Н. Состояние и пути усовершенствования геофизических методов изучения карбонатных коллекторов. - В кн.: Геофиз, исслед. нефт. и газ скв. М., 1971, с. 65-77.
4. Залуцкий А.М., Африкян А.Н. Использование фактора времени и точки максимумов кривых электрического зондирования при изучении карбонатных отложений Волгоградской области. - Труды МИНХиГП. М., 1966, вып. 56, с. 170-178.
5. Неретин В.Д., Петросян Л.Г., Юдин В.А. Физические предпосылки использования управляемых воздействий при геофизических исследованиях скважин. Обзор. М., ВИЭМС, 1977.
6. Цирульников В.П. Анализ погрешностей определения геофизических параметров по результатам многократных замеров в скважине.- Разведочная геофизика. М., 1980, вып. 88, с. 143-148.
7. Чемоданов В.Е., Гаврина Т.Е. Исследование основных факторов образования аномалий температуры при восстановлении теплового поля в разведочных скважинах. - В кн.: Радиоактивные и термические методы исследования скважин. М., 1977, с. 152-162.
Поступила 29/VI 1983 г.
Рис. 1. Геофизическая характеристика коллектора порового типа (Астраханское месторождение, скв. 26)
Рис. 2. Геофизическая характеристика проницаемых интервалов, выделяемых по данным временных замеров (месторождение Жанажол, скв. Г-5).
В колонках 1 и 2 заштрихованы: а - интервал продуктивного горизонта В, выделенного при подсчете запасов, б - коллекторы, выделенные в продуктивном горизонте В при подсчете запасов. в - коллекторы, по данным временных замеров сопротивления; г (колонка 3)-коллекторы выделенные по данным временных замеров термометрии
Рис. 3. График распределения пористости образцов.
а - месторождение Западно-Тепловское, ассельско-сакмарский ярус; б - месторождение Западно-Тепловское, карбон; в - месторождение Жанажол, карбон, заштрихованная часть - распределение по пористости проницаемых образцов из данной коллекции
Рис. 4. Выделение коллекторов в терригенном разрезе (площадь Биикжал, скв. СГ-2)
