К оглавлению

УДК 551.31:552.578.2.061.4

Обоснование коллекторских свойств сложно построенных терригенных природных резервуаров

Е.В. ШУМИХИН, С.Л. ТЮРИН (СахалинНИПИнефтегаз)

В руководствах и инструкциях по подсчету запасов определенное внимание уделяется выбору метода оценки средних значений коллекторских свойств по керну как для отдельных скважин, так для залежи в целом. При этом основными критериями считаются вертикальная и площадная изменчивость продуктивного горизонта. Средние значения параметров в единичной скважине рассчитываются либо методом арифметического усреднения, либо взвешиванием значений в геофизически однородных интервалах по их мощности. Обоснование свойств для залежи производится тремя способами: 1) арифметическим усреднением оценок свойств по отдельным скважинам (в случае площадной изотропности продуктивного горизонта); 2) взвешиванием по площади (при значительной дисперсии оценок свойств по площади); 3) взвешиванием по объему (при значительной дисперсии оценок свойств и эффективной мощности по площади).

Однако применять указанные способы можно лишь при наличии результатов исследования керна каждого геофизически однородного интервала, в противном случае в оценку среднего заведомо вносится погрешность тем большая, чем более крайнее положение в ряду изменения свойств данного горизонтопересечения занимает неохарактеризованный интервал. Так, наиболее рыхлые, песчаные разности, имеющие лучшие коллекторские свойства, часто размываются при отборе керна. Поскольку полные керновые горизонтопересечения - скорее, исключение из правил, понятна актуальность рассматриваемого вопроса.

Трудно оказалось научно обосновать фильтрационно-емкостные свойства терригенных коллекторов залежей месторождения Монги (Северный Сахалин), продуктивные дагинские горизонты которого представляют собой однопластовые тела с практически полным отсутствием глинистых разделов и четко выраженной дифференциацией слоев. В большинстве случаев слоевой комплекс трехчленный, причем от подошвенного слоя к кровельному закономерно прерывисто-непрерывно улучшаются физико-литологические свойства (рис. 1). Совокупность слоев образует элементарный ритм, который можно классифицировать как рециклит [2]. Незначительное изменение литологического состава выделенных, слоев позволило говорить о трех типах коллекторов, развитых в них.

Вынос керна по разрезу отдельного продуктивного горизонта крайне неравномерен, чаще всего в конкретной скважине бывает охарактеризован один, иногда два слоя, полные керновые горизонтопересечения очень редки. Поэтому, учитывая, что скачки пористости при переходе от слоя к слою достаточно велики (таблица), простое усреднение ее значений в скважино-горизонтопересечениях взвешиванием по мощности геофизически однородных интервалов может привести к существенным погрешностям в случае неохарактеризованности одного из типов коллекторов [1].

Перечисленные моменты обусловили необходимость разработки способа обоснования средних значений свойств коллектора анизотропных резервуаров, лишенного указанных недостатков. Предлагаемый путь решения задачи имеет следующую последовательность операций (алгоритм расчета).

1. К геофизическим разрезам продуктивных горизонтов привязываются результаты лабораторного определения физико-литологических свойств пород. Затем строят кернограммы, аналогичные изображенной на рис. 1. Выбор литологических показателей (медианный размер зерен, отсортированность, содержание отдельных гранулометрических фракций и т. д.) определяется степенью их коррелируемости с геофизическими показателями.

2. При наличии резких переходов между стабильными в отношении изменения показателей по разрезу участками оцениваются их свойства. Для этого достаточно использовать среднюю арифметическую величину.

Таким образом, в пределах горизонта, как правило, выделяется не более трех типов коллекторов. Для каждого из них характерна определенная выборка значений параметра (далее нами будет рассматриваться открытая пористость) с соответствующей эффективной мощностью.

3. В скважинах, освещенных керном данного типа коллектора, производится снятие значений геофизических параметров, наиболее тесно коррелируемых с рабочим литологическим параметром (п. 1). В результате этой операции для каждого типа коллектора выбирают значения геофизического параметра (параметров) с соответствующей эффективной мощностью.

4. Для каждого типа коллектора строят кривую распределения значений геофизического параметра (параметров) (рис. 2), причем в качестве среднего взвешенного берут эффективную мощность в соответствующих скважинах.

5. Полученные распределения анализируют с точки зрения их перекрытий. Отсутствие зоны перекрытия или ее минимальная площадь (см. рис. 2, а, б) свидетельствуют о правомочности использования геофизического параметра , по которому определяется тип разреза коллектора.

При значительном перекрытии распределений (см. рис. 2, в) указанный параметр для рассматриваемой задачи не подходит - необходимо подобрать другой показатель или отказаться от этого способа обоснования.

6. Полученное полимодальное распределение анализируется с точки зрения установления граничных значений типов коллектора по данному геофизическому показателю.

7. Все разрезы скважин по изучаемому продуктивному горизонту независимо от наличия в них керна разбиваются по выделяемым в них типам коллекторов. В результате каждому типу соответствует выборка значений эффективной мощности, превышающая, как правило, выборку п. 2.

8. Проверяют соответствие выделения интервалов искомых типов коллекторов по ГИС и керну. При их совпадении констатируется правильность решения задачи. В противном случае необходимы корректировка граничных значений и повторение процедуры п. 8 либо переход к другому геофизическому параметру.

9. Среднее арифметическое значение пористости рассчитывается для каждого типа коллектора в скважинах, где отбирался керн.

10. Рассматривается возможность построения карты равных значений пористости. Отрицательный ответ следует при незначительной изменчивости этого показателя или случайном характере его изменения (устанавливается тренд-анализом).

11. При закономерном изменении пористости по площади среднее значение ее для коллектора типав целом для залежи рассчитывается по формуле

где S - площадь k-й зоны, образованной соседними изолиниями пористости;- среднее арифметическое значение мощности коллектора типав k-й зоне;- среднее значение пористости в k-й зоне.

Если закономерное изменение пористости данного типа коллектора по площади не установлено, для залежи этот параметр рассчитывается по формуле

где- среднее взвешенное по мощности значение пористости коллектора типа(в целом для залежи);- эффективная мощность коллектора типа в скважине j; m - число скважин, в которых коллектор типа l охарактеризован керном.

12. Среднее значение эффективной мощности каждого коллектора типарассчитывается по формуле (3) или (4) в зависимости от изменения этого показателя по площади.

12а. При закономерном изменении мощности

где- среднее взвешенное по площади значение эффективной мощности коллектора типа в целом для залежи;- среднее значение эффективной мощности в k-й зоне, расположенной между соседними изопахитами; S - площадь k-й зоны; р - число зон, образованных изопахитами.

12б. При незакономерном изменении мощности

где- среднее арифметическое значение эффективной мощности коллектора типа (в целом для залежи); - число скважин, в которых определено значение эффективной мощности коллектора типа.

13. Рассчитывается среднее значение параметра, характеризующего природный резервуар в целом:

где- среднее взвешенное по мощности значение пористости природного резервуара в целом для залежи; r - число выделяемых типов коллектора.

Такова общая схема предлагаемого способа обоснования физико-литологических свойств сложно построенных резервуаров. Данный способ в принципе справедлив для сколь угодно сложного и незакономерного переслаивания коллекторов различных типов. Основное его преимущество, на наш взгляд,- отсутствие необходимости проведения детальной корреляции, требующей больших затрат ручного труда. Это позволяет значительно сократить время на проведение подсчета запасов практически без ущерба для его точности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Дифференциация запасов нефти в неоднородных коллекторах / М.А. Жданов, В.И. Азаматов, Е.П. Гудков, В. М.Гусев. М., Недра, 1982.

2. Карогодин Ю.Н. Седиментационная цикличность. М., Недра, 1980.

Поступила 15/11 1985 г.

Таблица Средние оценки свойств коллекторов трех типов, соответствующих выделенным слоям на месторождении Монги

Горизонт	Блок	Пористость, %			Проницаемость, n*10^-3, мкм^2			Медианный размер, мм			Количество образцов
		I	II	III	I	II	III	I	II	III	I	II	III
II	V	_	21,9	18,4			15		0,110	0,063		25	53
	V^а	-	20,3	18,3	-	-	8	-	0,103	0,070	-	42	53
	VII	24,2	23,5	19,6	380	141	50	0,126	0,103	0,067	9	15	40
	XI	-	20,7	20,4	-	69	10	-	0,104	0,069	-	77	99
	V^а	20,9	18,4	-	231	-	-	0,164	0,102	-	18	23	-
	VI	-	20,4	18,4	-	-	14	-	0,093	0,066	-	21	34
IV	VII	22,5	19,5	17,1	-	69	22	0,130	0,094	0,068	3	30	29
	VIII	-	19,5	16,4	-	72	9	-	0,092	0,054	-	12	20
	IX	23,1	21,7	18,3	865	-	20	0,190	0,100	0,054	4	22	24
	X	-	-	18,9	-	-	20	-	-	0,059	-	10	26
	XI	21,7	20,7	17,4	980	-	57	0,186	0,121	0,073	42	19	36
	X	22,5	22,2	18,3	182	84	15	0,121	0,082	0,078	18	21	18
V	XI	20,6	19,3	-	472	79	-	0,170	0,117	-	11	75	-
	VII	21,1	17,3	65,5	-	37	14	0,177	0,106	0,058	3	45	26
VI^а	X	23,0	21,5	19,7	294	175	82	0,119	0,100	0,066	8	34	23
VI^б	X	21,7	-	18,9	240	-	47	0,126	-	0,060	6	-	31
	X	-	21,4	18,2	-	88	51	-	0,094	0,062	-	81	11
VII	XI	19,6	17,5	-	-	39	-	0,179	0,111	-	9	25	-
VIII	X	22,1	19,0	17,0	235	71	13	0,140	0,122	0,08	6	5	4
	X	21,0	17,5	16,7	372	44	-	0,153	0,117	0,066	9	32	14
IX	XI	18,2	16,7	-	202	39	-	0,178	0,113	-	23	13	-

Рис. 1. Кернограммы изменения литолого-физических свойств горных пород IV горизонта месторождения Монги.

1 - газ; 2 - нефть; 3 - глинистые разделы между горизонтами; П - песчаник; ПАГ - песчаник алевритово-глинистый; АП - алевролите-песчаник; АПГ - алевролит песчано-глинистый; АГП - алевролит глинисто-песчаный; X - хлидолит; ГАП - глина алеврито-песчаная

Рис. 2. Распределение геофизических параметров, определенных в интервалах отбора керна.

а - относительная гамма-активность; б - удельное сопротивление пласта; в - удельное сопротивление зоны проникновения; I-III - типы коллектора;- средняя оценка соответствующего геофизического параметра;- среднее квадратическое отклонение; W - коэффициент вариации