К оглавлению

УДК 552.578.2.061.4:552.313(479.24-15)

Коллекторские свойства эффузивных пород месторождения Мурадханлы

Ю.М. КОНДРУШКИН, Л.А. БУРЯКОВСКИЙ, Л.Г. КРУТЫХ (ИПГНГМ)

Месторождение Мурадханлы расположено в пределах Среднекуринской впадины. В геологическом строении месторождения принимает участие комплекс отложений от четвертичных до меловых. Наиболее крупная залежь нефти приурочена к магматическим породам верхнемелового возраста. Продуктивность осадочного комплекса эоценового возраста и чокрака значительно слабее.

Верхнемеловые породы преимущественно эффузивные (пироксеновые, биотитовые, роговообманковые, андезиты и порфириты, порфировидные и миндалевидные базальты). В процессе эпигенетических преобразований в верхней части разреза меловых отложений появились как измененные эффузивные породы, находящиеся в первоначальном залегании, так и переотложенные продукты их переработки в смеси с осадочным материалом. В самой верхней части разреза, примерно до глубины 50-100 м, встречаются туфопесчаники, туфогравелиты и туфобрекчии.

Средняя пористость пород по внутриконтурным скважинам составила 13,3%, по законтурным - 11,7% (рис. 1). Проницаемость по внутриконтурным скважинам в отдельных частях залежи в среднем составляет (1,14 и 8,77)*10^-15 м². При центрифугировании из всех исследованных образцов удалось извлечь от 15 до 1,5 % воды, остальную воду извлечь не удалось.

Выполнено большое количество определений удельной плотности трещин. Наибольшее число определений попадает в интервал 0-0,1 см/см². Среднее значение удельной плотности трещин составило 0,29 см/см². С глубиной удельная плотность трещин уменьшается от 0,9 до 0,1 см/см² (рис. 2).

Выполнены исследования трещинной емкости и проницаемости в специальных шлифах больших размеров (4x5 см и более), изготовленных как из неэкстрагированных образцов, так и из экстрагированных и пропитанных окрашенным бакелитовым лаком и другими смолами (метод ВНИГРИ) [4, 5].

Трещинную проницаемость исследовали и методом радиальной фильтрации [1]. Вначале по образцу определяли проницаемость. Затем, просверлив отверстие вдоль оси образца, определяли радиальную проницаемость. Такой способ обеспечивает большую вероятность участия трещин в фильтрации, позволяя изучать образцы меньших размеров. Получаемые при этом значения проницаемости характеризуют трещинную проницаемость, которая рассчитывается по формуле, аналогичной формуле Дюпюи [5]. Исследования показали, что межзерновая пористость во много раз выше трещинной, а межзерновая проницаемость значительно ниже трещинной (табл. 1).

Петрографическая и структурная характеристика пустотного пространства изучалась также на шлифах обычного размера. Исследование шлифов из эффузивных пород верхнего мела [3], представленных андезитовыми порфиритами с вкрапленниками крупных плагиоклазов и биотита, показало наличие нефти в порах, кавернах и трещинах в неэкстрагированных образцах и заполнение бакелитовым лаком почти тех же участков после их экстрагирования. Наблюдаются трещины, заполненные кристаллическим кальцитом и битумом. Среди пустот преобладают поры, реже микротрещины. Поры встречаются не только в основной массе, но и в отдельных минеральных вкрапленниках, преобладает неправильная форма пор, распределение их в породе и насыщение битумом неравномерное. Поры обычно соединяются друг с другом посредством мельчайших каналов.

Исследования образца из интервала 3590-3596 м скв. 27 показали, что поры и трещины, развитые в выщелоченных полевых шпатах и пироксенах, заполнены красителем. Поры сообщаются по микротрещинам выветривания и тектонического происхождения. Поры и трещины спайности и тектонического происхождения, частично заполненные кальцитом и хлоритом, также заполнились красителем.

Большой интерес представляет образец керна, отобранный в скв. 66 из интервала 2956-2962 м. Макроскопически он представлен изверженной породой с многочисленными трещинками и небольшими кавернами, содержащими нефть. При микроскопическом изучении образец описывается как андезит с крупными вкраплениями кристаллов плагиоклаза и пироксенов, по которым развиты вторичные поры выщелачивания размером 0,05-0,97 мм. Соединительные канальцы между порами не прослеживаются. В порах, трещинках и кавернах присутствует битум. Межзерновая пористость равна 8 %, проницаемость 3*10^-18 м².

Следует отметить, что каверны в эффузивных породах могут достигать значительных размеров. Так, в образце керна, отобранного с глубины 3065-3070 м в скв. 80 (андезитовый порфирит с вкрапленниками крупных плагиоклазов, биотита, магнетита, реже роговой обманки), наблюдалась каверна до 2 см в длину при ширине 1,5 см. Отмечены многочисленные микрокаверны размерами немногим более 1 мм. В плоскопараллельных шлифах были выполнены исследования по определению размеров пор. Как видно (рис. 3,а), распределения размеров пор в эффузивных породах асимметричны. Имеются каверны размером более 1000 мкм (табл. 2). На рис. 4 (а, б) по данным этих исследований представлены зависимости увеличения пористости и проницаемости с увеличением размера пор.

Структура порового пространства образцов пород изучалась также с помощью растрового электронного микроскопа по микрофотоснимкам сколов пород (Х100-6000 раз) [2]. На снимках с увеличением в 3000 раз наблюдается больше мелких пор, чем на снимках с увеличением в 1000 раз.

Образцы из скв. 6 (интервалы 3027-3031, 3031-3034 м), представленные порфиритами и вулканическими туфами, были изучены на снимках сколов породы с увеличением от 100 до 3000 раз. Участки образцов, выраженные туфами витрокластической структуры, состоят из обломков вулканогенного материала, достаточно сильно измененного, хотя отдельные обломки представлены довольно свежими минералами. Вулканогенная масса представлена в основном плагиоклазами, а также пироксенами, роговой обманкой, полевыми шпатами и вулканическим стеклом (пеплом), которое претерпело значительные изменения вплоть до перехода в монтмориллонит, хлорит и биотит. Структура измененной породы обусловлена составом и структурой первичной породы. Поры и трещины в значительной мере кальцитизированы.

Распределения размеров пор эффузивных пород характеризуются право-асимметричными кривыми с пределами от 1-2 до 30-50 мкм с модальным значением 3-4 мкм (рис. 3,б). Если принять за верхнее граничное значение диаметра мелких пор 100 мкм [6], то в образце с глубины 3027-3031 м (скв. 6) все полости относятся к очень мелким порам со средним размером около 8 мкм, а в образце с глубины 3031-3034 м из 120 замеров в 113 также превалируют мелкие поры со средним размером около 9 мкм, а в 7 случаях наблюдались тонкие поры размером более 110 мкм, т. е. отношение диаметров мелких и тонких пор превышает 10. Однако суммарные площади сечений мелких и тонких пор имеют иное соотношение: на долю мелких пор по площади приходится только 4,3 %, а на долю тонких пор 95,7 %, т. е. основная емкость матрицы коллектора связана с тонкими порами (и, по-видимому, с микрокавернозной пустотностью), суммарная площадь которых превышает суммарную площадь мелких пор в 22 раза.

Поровое пространство образцов исследовалось также методом вдавливания ртути, или ртутной порометрии (табл. 3, рис. 3,в). Графики порометрических кривых позволяют наблюдать распределение пор и оценить долевое участие их в фильтрации. По 9 образцам установлено, что в матрице преобладают поры радиусом менее 0,1 мкм, содержание которых составляет 61-76 %, за исключением образца из скв. 224 (интервал 3034-3035 м), в котором содержание пор этого размера увеличивается до 95 %. Максимальный размер пор группы образцов по скважинам 18,42, 224 составляет 1-1,6 мкм, по другим образцам (скв. 6, 66, 213) он увеличивается до 4 и 6,3 мкм. Средний радиус открытых пор изменяется от 0,191 до 1,187 мкм. Диапазон размеров поровых каналов, определяющих фильтрацию, составляет 0,25-1,6 (скв. 18. 42, 224), 0,63-4 (скв. 6, 213), 1,6-6,3 (скв. 66), мкм. Расчетная проницаемость микропористых образцов (скв. 18, 42, 224) изменяется от 0,25* 10^-17 до 13,7*10^-17 м².

По данным ряда образцов из скв. 6, 66, 213 проницаемость увеличивается до 0,73*10^-15, а в скв. 66 до 1,71 *10^-15 м². Открытая пористость изменяется от 3 до 25 %; эффективная - соответственно от 1-2 до 9 %.

Между проницаемостью матрицы и радиусом поровых каналов отмечается степенная связь (рис. 4, в) вида Кпр=0,33r^2,48, которая и характеризует структуру матрицы.

Высокая открытая пористость и низкая проницаемость эффузивных пород по керну объясняются мелкозернистой и тонкопористой структурой породы, удерживающей значительное количество прочно связанной воды в пустотном межзерновом пространстве, которое характеризуется сложной конфигурацией и высокой извилистостью.

Наблюдаемые расхождения в количественных оценках размеров пор часто обусловлены различием применяемых методов [5, 7]. Как показывает сравнение результатов трех методов, сопоставимы лишь данные методов РЭМ и ртутной порометрии, характеризующие наиболее мелкие поры матрицы породы. По результатам исследований матрицу эффузивных пород можно характеризовать в основном как мелкопористую. Развитие пор больших размеров, каверн, соединяемых системой трещин, прослеживается либо визуально, либо по шлифам.

Формирование коллекторских свойств эффузивных пород обязано процессам выщелачивания и преобразования исходного вулканогенного материала. В результате катагенетических процессов эффузивные породы наряду с тектонической трещиноватостью приобрели пустотность в виде крупных пор и каверн за счет деформации и разрушения зерен плагиоклазов и цветных компонентов породы. Продуктивная часть разреза эффузивных пород наряду с системой микротрещин характеризуется наличием макротрещин. Это подтверждается значительными поглощениями бурового раствора в процессе бурения (до 100 м³/сут) при вскрытии верхов эффузивных образований, а также высокими дебитами нефти (500 т/сут) при опробовании и эксплуатации ряда скважин.

Таким образом, установлено, что коллекторы в эффузивных породах представлены сложным трещинно-кавернозно-поровым типом. Нефтенасыщение связано в основном со вторичной пористостью. Наряду с кавернами, микро- и макротрещинами, содержащими основные запасы нефти, в отдельных зонах залежи отмечается частичное насыщение матрицы, измененной вторичными процессами в зонах контакта с трещинами.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Багов М.С., Цой В.И., Ремнев Б.Ф. Оценка физических свойств кернов трещиноватых пород. - Труды ГрозНИИ. Грозный, 1961, вып. 10, с. 23-27.

2. Буряковский Л.А., Джеваншир Р.Д. Микроструктура пород месторождений Мурадханлы.- Изв. АзССР, Сер. наук о Земле, 1979, № 4, с. 27-33.

3. Даидбекова Э.А., Сафаров Г.И. Литология и особенности формирования мезокайнозойских отложений Кюрдамирской области.- Аз. нефт. хоз-во, 1975, № 10, с. 2-6.

4. Методика изучения трещиноватости горных пород и трещинных коллекторов нефти и газа.- Труды ВНИГРИ. Л., 1969, вып. 276.

5. Ромм Е.С. Структурные модели порового пространства горных пород. Л., Недра, 1985.

6. Справочник по нефтепромысловой геологии / Н.Е. Быков, А.Я. Фурсов, М.И. Максимов и др., М., Недра, 1981.

7. Ханин А.А. Породы-коллекторы нефти и газа и их изучение. М., Недра, 1969.

Таблица 1 Характеристика пористости и проницаемости эффузивных пород по данным изучения больших шлифов

Скважина	Интервал отбора керна, м	Пористость, %		Проницаемость, 10^-15 м^2			Порода
		межзерновая	трещинная по шлифу	межзерновая	трещинная
					по шлифу	радиальная
3	3708-3714	14,2	0,009	0,010	0,06	0,33	Туффит
7	4288-4294	18,2	0,004	0,180	0,16	0,33	Андезит пироксеновый
7	4512-4514	7,8	0,006	0,002	0,40	-	Порфирит
16	3375-3386	19,8	-	0,026	-	11,30	Пироксеновые порфириты и андезиты
16	3445-3450	15,8	0,005	0,038	0,30	0,24	Пироксеновый порфирит
16	3891-3894	6,0	0,010	0,0009	0,80	-	То же
27	3336-3342	12,5	-	0,019	-	0,49	»
27	3560-3568	11,7	0,040	0,015	6,90	0,10	Туфобрекчия
52	4100-4105	11,8		0,020		0,03	Туф андезито-базальтовых порфиритов

Таблица 2 Характеристика порового пространства эффузивных пород по данным изучения шлифов

Скважина	Интервал отбора керна, м	Размеры пор, мкм		Пористость, %	Проницаемость,10^-15 м^2	Порода
		максимальные	минимальные
19	4280-4285	333	141	16,6	0,15	Роговообманковый плагиопорфирит
52	4100-4105	485	260	11,8	0,02	Туф андезито-базальтовых порфиритов
66	2956-2962	511	266	8,0	0,003	Туффит
66	2956-2962	1017	500	15,3	2,6	»
66	2988-2992	553	217	15,5	8,4	Андезитовый порфирит
66	2988-2992	507	266	11,8	0,19	То же
66	2988-2992	578	277	23,2	1,6	»

Таблица 3 Характеристика порового пространства эффузивных пород по данным ртутной порометрии

Скважина	Интервал отбора керна, м	Средний радиус открытых пор, мкм	Диапазон радиусов фильтрующих пор, мкм	Содержание пор радиусом менее 0,1 мкм, %	Пористость, %	Эффективная пористость, %	Расчетные		Порода
							Кпр, 10^-15 м^2
6	3014-3018	0,711	0,63-4,0	74	23,29	9,25	0,5321	0,0352	Порфирит
6	3031-3034	0,666	0,63-4,0	68	25,43	9,03	0,7318	0,0519	»
18	3079-3085	0,191	0,25-1,0	74	12,31	7,54	0,0318	0,0567	Порфирит биотитовый
28	4184-4190	0,249	0,25- 0,63	73	2,89	1,71	0,0088	0,0393	То же
42	3234-3240	0,347	0,63-1,6	73	17,60	5,08	0,1375	0,0519	»
66	2956-2962	1,187	1,6-6,3	76	19,20	7,49	1,3120	0,0388	Андезит
213	3184-3202	0,859	0,63-4,0	65	12,91	5,48	0,7287	0,0612	Гравелит глинисто-известковый
224	3014-3019	0,463	0,4-1,6	61	3,40	2,28	0,0823	0,0903	Биотитово-роговообманковые порфириты
224	3034-3035	0,195	0,4-1,0	95	7,30	1,12	0,0025	0,0071	То же

Рис. 1. График распределения пористости эффузивных пород верхнего мела.

Кривые: 1 - по продуктивным скважинам, 2 - по непродуктивным скважинам

Рис. 2. Изменение удельной плотности трещин по разрезу эффективных пород верхнего мела

Рис. 3. График распределения размеров пор эффузивных пород по шлифам (а), микрофотоснимкам сколов пород (б) и ртутной порометрии (в).

Размер пор: 1 - максимальный, 2 - минимальный; глубина отбора керна (м): 3 - 3031-3034, 4 - 3027-3031

Рис. 4. Зависимости пористости (а) и проницаемости (б) от максимального (1) и минимального (2) размеров пор, определенных по шлифам, и проницаемости от радиуса пор (в), определенных по данным ртутной порометрии