В настоящее время на акватории Каспийского моря осуществляются разведка и разработка залежей УВ на глубинах до 6– 6,5, а ближайщая перспектива развития газонефтедобычи связана с поиском их до 7–8 км. Поэтому изучение закономерностей изменения и условий сохранения на больших глубинах первичных коллекторских свойств терригенных пород представляется весьма актуальной задачей. Для ее решения был обобщен и проанализирован керновый материал по пористости и проницаемости ПТ Апшеронской НГО и нижней части разреза ПТ в Бакинском архипелаге. Всего было использовано 4600 парных определений пористости и проницаемости по 32 месторождениям. Лабораторные анализы кернового материала выполнены многими организациями.

Согласно ранее выполненным исследованиям( Алиев А.И., Керимова А.А., Аскерова Т.В. Оценка коллекторов глубоко залегающих продуктивных горизонтов среднего плиоцена Апшеронской нефтегазоносной области // Геология нефти и газа.– 1973.– № 9.– С. 49–54.) зависимости пористости и проницаемости песков и алевритов от глубины представляют собой пологие, обращенные к оси глубин параболы, свидетельствующие об интенсивном изменении коллекторских свойств пород лишь до 3–3,5 км. Г.И. Теодорович, А.А. Чернов (1968 г.) пришли к выводу об уменьшении с глубиной пористости и проницаемости (lgk_пp) песков и алевритов по линейной зависимости, полагая, что главным фактором уплотнения является гравитационная нагрузка вышележащих толщ. Эти исследования охватывают в основном интервал глубин 0–4,5 км и лишь единичные экспериментальные данные характеризуют глубины 4,5–5 км.

Наряду с изучением закономерностей изменения ФЕС с глубиной при дифференцированном учете литологических особенностей коллекторов нами исследованы взаимосвязи пористости с проницаемостью для отдельных литологических групп пород и на различных интервалах глубин, изучены многомерные зависимости пористости и проницаемости от глубины залегания и факторов цементации. В связи с расширением диапазона исследований до 6 км увеличена глубина прогноза до 8 км и обоснован геологический механизм сохранения на больших глубинах первичных коллекторских свойств терригенных пород.

Коллекторы продуктивной толщи, формировавшиеся в мелководном бассейне, сложены глинисто-алевритовыми песками, супесями, алевритами, суглинками, хлидолитами и их сцементированными разностями. С целью изучения влияния литологии и глубины залегания на ФЕС пород-коллекторов все анализы были представлены в виде четырех основных литологических групп (пески, алевриты, хлидолиты, суглинки), каждая из которых охватывает 12 интервалов глубин по 500 м каждый. К пескам отнесены образцы пород с содержанием зерен размером более 0,1 мм, превышающим 50 %; к алевритам – от 0,1 до 0,01 мм, свыше 50 %; к хлидолитам – с включением песчаной, алевритовой и глинистой фракций, около 30 % каждая; к суглинкам – с количеством глинистых частиц размером менее 0,01 мм. 40%.

Большой объем фактического материала предопределил использование вероятностно-статистических методов изучения и обобщения материала по коллекторским свойствам пород, что позволило получить более объективную и надежную оценку результатов на количественном уровне. Для оценки тесноты и вида связи между анализируемыми параметрами проведен корреляционно-регрессионный анализ. Разработана программа для ЭВМ, позволяющая как по исходному массиву данных, так и по тем же данным, сгруппированным в корреляционную таблицу (матрицу), вычислить все необходимые характеристики одномерных и двухмерных распределений с учетом теоретического закона распределения вероятностей. Особенностью программы является возможность вычислять коэффициенты ортогональной регрессии, представляющей собой единую линию связи, изображаемую осью эллипса корреляции. Нами были получены и проанализированы одномерные и двухмерные распределения параметров коллекторских свойств пород.

В табл. 1 и на рис. 1 показано изменение пористости и проницаемости с увеличением глубины залегания для различных литологических групп пород. Данные показывают, что в пределах отдельных интервалов глубин отмечается уменьшение средних значений пористости и проницаемости от группы песков к группе суглинков, что более отчетливо видно на рис. 1. При обработке данных на ЭВМ была установлена статистическая связь как пористости (коэффициенты корреляции r=0,32-0,54), так и проницаемости (r=0,25-0,28) с глубиной для различных литологических групп пород, причем теснота связи для пористости уменьшается от алевритов (r=0,54) к пескам (r=0,42) и далее к суглинкам (r=0,36) и хлидолитам (r=0,32).

пески К_п=25,5–0,0021 Н,

алевриты К_п=26,5–0,0024 Н,

хлидолиты К_п=23,5–0,0021H,

суглинки К_п=23,5–0,0025Н.

С изменением глубины залегания в интервалах от 500–1000 и 5500–6000 м (см. табл. 1) пористость песков и алевритов колеблется от 1,6 до 2,8 % на каждую 1000 м. Фактический материал о пористости хлидолитов и суглинков имеется до глубины 5000 м. Согласно этим данным уменьшение открытой пористости на каждую 1000 м составляет для хлидолитов 2,6, для суглинков 4 %.

Влияние глубины залегания пород-коллекторов на проницаемость характеризуется большими вариациями. Статистические зависимости для различных литологических групп пород ПТ имеют вид: пески lg k_np=2,80–0,00020 H, алевриты lg k_np=2,40–0,00016 H, хлидолиты lg К_пр=2,45–0,00023 H, суглинки lg k_np=2,45–0,00026 H. В рассмотренном интервале глубин (500– 6000 м) проницаемость песков и алевритов падает соответственно на 16 и 13 % на каждую 1000 м. Проницаемость хлидолитов и суглинков исследована до глубины 4500 м (см. табл. 1). Снижение проницаемости для средних глубин указанных интервалов выражается величинами 24 для хлидолитов и 26 % для суглинков на каждую 1000 м.

Согласно полученным выше моделям первичная пористость песков на глубине 8 км около 9, а алевритов – 7 %, проницаемость песков здесь может достигать 20·10^-15, а алевритов – 10·10^-15 м². На таких больших глубинах возможно развитие трещиноватости осадочных пород.

Вполне очевидно, что на величины пористости и проницаемости влияет не только глубина залегания, но и многие другие геологические факторы, в частности цементация. Поэтому исследовались многомерные зависимости пористости и проницаемости от глубины залегания, глинистости и карбонатности. На том же фактическом материале исследовано 14 видов связи (прямолинейная, различные формы степенной, гиперболической и показательной, логарифмическая) между рассматриваемыми параметрами. Полученные регрессионные уравнения имеют вид:

Коэффициенты множественной корреляции полученных моделей составили для пористости 0,92, для проницаемости 0,78. Расчетные F- и t-критерии превышают табличные для уровня значимости 0,05 при степенях свободы 2 и 172.

Значительный интерес представляют исследования взаимосвязей между коллекторскими параметрами пористости и проницаемости для различных литологических типов пород в зависимости от глубины залегания. Изучение связи между пористостью и проницаемостью также выполнялось с помощью корреляционно-регрессионного анализа. Были составлены корреляционные таблицы, на основе которых построены графики зависимости условных средних одного из параметров (пористости) от значений другого (проницаемости), вычислены коэффициенты корреляции r и корреляционные отношения h(табл. 2).

Сравнение величин r и h отношений (табл. 2) позволяет сделать вывод о том, что зависимость между пористостью и lg k_пр имеет прямолинейный характер.

На рис. 2 показаны графики зависимости между средней проницаемостью (lg Кпр) и пористостью для различных литологических разностей пород с учетом глубины залегания. Как видно, при одной и той же пористости проницаемость песков, хлидолитов и суглинков несколько отличается. Более отчетливо различие отмечается с возрастанием глубины.