К оглавлению	УДК 552.578.2.061.4.001.5
	© В.А. ИСЯКАЕВ, P.К. САДЫКОВ, 1990

Методика определения граничных значений коллекторских свойств по данным ГДК

В.А. ИСЯКАЕВ, Р.К. САДЫКОВ (ВНИГИК)

При промышленной оценке и подсчете запасов залежей нефти и газа большое значение имеет установление нижнего предела коллекторских свойств. В настоящее время существует множество методик для определения этого критерия. В классификации [1] указывается, например, три нижних предела коллектора. Первый (абсолютный) - породы могут содержать нефть и газ только в остаточном состоянии, фазовая проницаемость для УВ равна нулю. Второй - минимальные величины ее коллекторских свойств, при которых фазовая проницаемость для нефти и газа становится больше нуля. Третий - минимальные величины коллекторских свойств, начиная с которых эксплуатация становится экономически рентабельной. С точки зрения подсчета балансовых запасов нефти и газа, наиболее целесообразно ориентироваться на второй предел, поскольку первый имеет скорее теоретическое значение, а третий предел зависит от существующего уровня технологии разработки месторождения.

В данной работе рассматривается возможность установления граничного значения коллектора по результатам гидродинамического каротажа (ГДК). Метод удобен благодаря его высокой разрешающей способности и надежной привязке к глубинам. При исследовании скважин аппаратурой ГДК использовались преимущества скважинного прибора ОИПК-1, позволяющего измерить восстановление давления в малом объеме над клапаном, находящимся в непосредственной близости от отверстия стока [4]. Данное обстоятельство обеспечивает увеличение чувствительности аппаратуры примерно в 10 раз. Нами изучены геофизические материалы и результаты ГДК 14 скважин Восточно-Сургутского месторождения, а также все имеющиеся по этим скважинам анализы керна, выполненные Центральной лабораторией Главтюменьгеологии.

Методика обработки материалов ГДК заключалась в следующем. Для интервалов, исследованных аппаратурой ОИПК-1, были определены лабораторным путем значения абсолютной проницаемости керна по воздуху. Результаты изучения керна были привязаны к глубинам скважины по материалам геофизического комплекса. Вся выборка интервалов, по которым имеются данные ОИПК-1 и керна, была разбита на две группы: приточные и бесприточные. К бесприточным по результатам испытания аппаратурой ОИПК-1 относились интервалы, когда емкость объемом 40 см³ не заполнялась в течение 5 мин ожидания притока. Теоретически в таких условиях эффективная проницаемость будет [2]:

где -абсолютная вязкость жидкости, 10^-3 Па-с; V-малый объем аппаратуры ОИПК-1, 4-10^{-5 м3}; А - геометрический коэффициент аппаратуры, 0,152 м;  - время ожидания притока, 300 с;  - пластовое давление, 3-10⁷ Па.

Таким образом, величину эффективной проницаемости 0,03 фм² можно принять за чувствительность данной аппаратуры.

В разрезе упомянутых скважин было выделено по геофизическим данным 32 прослоя, которым соответствует такое же количество интервалов, исследованных аппаратурой ОИПК-1. Из этих прослоев был изучен 41 образец керна. Средняя представительность отбора керна в рассматриваемых прослоях составляет 62,5 %. В прослоях, в которых было проанализировано несколько образцов, абсолютная проницаемость по керну осреднялась. В результате было выделено 16 бесприточных и 16 приточных интервалов.

По этим двум группам были построены парные кумулятивные зависимости частоты появления интервалов исследования от абсолютной проницаемости керна (рис. 1, а). Точка пересечения зависимостей 1 и 2, построенных для абсолютной проницаемости керна, дает граничное значение коллектора, численная величина которого равна 0,22 фм². Для группы приточных интервалов по данным ОИПК-1 вычислены значения эффективной проницаемости, по которым также построена кумулятивная зависимость (график 3). Естественно, эффективные проницаемости меньше абсолютных, поэтому график сдвинут влево, в сторону меньших значений проницаемости. Поэтому можно предположить, что по эффективной проницаемости граничное значение будет меньше, чем 0,22 фм², но численное не представляется возможным определить, поскольку нет второй встречной кумулятивной зависимости. По физической сути найденный критерий соответствует второму нижнему пределу коллектора в соответствии с упомянутой выше классификацией. В пользу этого довода служат следующие соображения. Как известно, эффективная проницаемость определяется в преобладающем большинстве случаев по процессу фильтрации фильтрата промывочной жидкости в зоне проникновения. Последняя образуется в тех случаях, когда нефть и газ, насыщающие пласт, подвижны. Следовательно, по данным гидродинамического каротажа определяется нижняя граница подвижности пластовых флюидов.

Полученный критерий можно использовать непосредственно для установления эффективной толщины пласта по результатам гидродинамического каротажа, но этот путь требует детального исследования продуктивного пласта, поэтому экономически нецелесообразен. Более разумным является использование гидродинамического каротажа для нахождения критериев для других геофизических параметров, получаемых с помощью широко используемых и экономически оправданных методов ГИС. Такими геофизическими параметрами, например, могут быть объемная плотность по методу ГГК-П и двойной разностный параметр естественной гамма-активности. Возможно использование и других геофизических параметров [3].

Для установления кондиционных значений пористости для пласта Ю₂ Восточно-Сургутского месторождения была выбрана объемная плотность пород по методу ГГК-П, поскольку минералогическая плотность глин, песчаников и алевролитов, слагающих коллекторы юрских отложений, практически не различается. В этих условиях по величине объемной плотности (после введения поправки за ГК) можно непосредственно оценить пористость коллектора. Исследования методом ГГК-П были проведены во всех оценочных скважинах Восточно-Сургутского месторождения. Полученные данные обрабатывались следующим образом. Значения объемной плотности по методу ГГК-П разбивались на две группы по результатам гидродинамического каротажа. В первую группу входят интервалы, давшие приток, во вторую - оказавшиеся бесприточными. Составлены ряды распределения значений объемной плотности соответственно по приточным и бесприточным интервалам исследований. Для построения графиков ряды распределения разбивались на интервалы по плотности. Длина интервала d определялась по формуле (И.П. Шарапов, 1974 г.):

где X_max, X_min - соответственно максимальное и минимальное значения плотности; N - объем совокупности исследований. Внутри каждого интервала рассчитывались средние арифметические величины объемной плотности и в дальнейшем исследовались зависимости от этих значений. При разбивке количества измерений по интервалам измерение, точно равное пограничному значению интервала, относилось к интервалу, для которого оно является нижним пределом. Для изучения характера распределения используется частота (количество измерений, попадающих в каждый интервал, % ) по отношению к объему всей совокупности:

где n - частота, %;-число измерений, попадающих в i-й интервал; N₁, N₂ - совокупности соответственно бесприточных и приточных интервалов.

С учетом сказанного рассматривалась совокупность из 86 прослоев, из них 36 отнесены к бесприточным, а 50 к приточным. По этим данным построены парные встречные кумулятивные зависимости распределения частоты от объемной плотности (рис. 1, б). Точки ложатся на сложную кривую, что является следствием неоднородности пласта Ю₂. Граничное значение объемной плотности определяется по точке пересечения кривых распределения частот для коллекторов и неколлекторов, как следует из рис. 1, б, оно составляет 2,51 г/см³. Значение пористости, соответствующее данной объемной плотности, составляет 10,5 %. Таким образом, нижняя граница коллектора как по общей пористости, так и абсолютной проницаемости получилась меньше, чем было принято ранее для этого пласта на основании других исследований.

Оценка граничного значения проводится по двойному разностному параметру естественной гамма-активности:

где I-гамма-активность против пласта; I_оп1, I_оп2 - гамма-активность опорного пласта соответственно песчаника и глин. Были выбраны значения двойного разностного параметра естественной гамма-активности коллекторов (41 прослой) и неколлекторов (42 прослоя) по тем же интервалам, которые использовались для определения граничных значений пористости по объемной плотности пород. Статистическая обработка и построение распределений осуществлялись аналогично предыдущему случаю. Результаты обработки представлены на рис. 1, в. Граничное значение коллектора по данным двойного разностного параметра естественной гамма-активности равно 0,52, которое позволяет более однозначно выделять коллекторы в разрезе пласта Ю₂. Следует отметить, что, как и в предыдущем случае, найденное граничное значение двойного разностного параметра естественной гамма-активности существенно отличается от ранее принятого значения для данного пласта. В частности (А.В. Ручкин, В.Г. Фоменко, 1987 г.), граничное значение этого параметра изменяется от 0,27 до 0,36. Анализ распределений для коллекторов и неколлекторов показывает, что область неопределенности распространяется гораздо шире и находится в пределах от 0,27 до 0,55. Поэтому можно считать, что резкого противоречия между этими данными нет. Что же касается увеличения граничного значения и уменьшения зоны неопределенности по данным ГДК, то этим обстоятельствам, по нашему мнению, способствовало увеличение чувствительности аппаратуры путем регистрации давления в малом объеме.

Найденные граничные значения коллектора используются для нахождения эффективной толщины продуктивного пласта Ю₂. На рис. 2 показан пример определения эффективной толщины пласта Ю₂ в разрезе скв. 97 Восточно-Сургутского месторождения по полученным критериям. Эффективная толщина установлена следующим образом. Диаграмма естественной гамма-активности перестроена в диаграмму ее двойного разностного параметра, на которой проведена линия найденного граничного значения предела коллектора (сама диаграмма на рисунке не показана). Значения параметра меньше граничного (с левой стороны линии) соответствуют коллектору, т. е. входят в эффективную толщину пласта. На диаграмме ГГК-П проведена линия граничного значения коллектора, значения объемной плотности меньше граничного (с правой стороны) характеризуют эффективную толщину пласта. На примере видно, что двойной разностный параметр естественной гамма-активности позволяет определить эффективную толщину более детально.

Проведенные исследования показывают, что, установив с помощью аппаратуры ГДК в первых разведочных скважинах критерии коллекторов, в последующем можно использовать традиционные геофизические методы для их выделения. Предпочтительными для этой методики являются терригенные коллекторы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Азаматов В.Н., Свихнушин Н.М. Методы обоснования граничных значений свойств пород продуктивных пластов. - М.: Недра. - 1975.

2. Исякаев В.А., Жувагин В.Г. Об ограничениях определения проницаемости с помощью аппаратуры на кабеле для гидродинамических исследований // Экспресс-информация. ВИЭМС. Сер. Нефтегазов. геол. и геофиз. - 1985.- Вып. 5,- С. 18-20.

3. Оценка количественных критериев коллекторов по данным ГДК и ГИС на месторождениях Широтного Приобья / Р.К. Садыков, А.И. Фионов, В.А. Исякаев, В.Б. Тальнов // Проблемы локального прогноза и разведки залежей нефти и газа Западной Сибири. Тез. докл. обл. научно-практ. конф. - Тюмень. - 1987.- С. 97-98.

4. Тальнов В.Б., Фионов А.И. Определение возможности получения притоков из низкопоровых пластов с помощью аппаратуры ОИПК-1 // Геология нефти и газа. - 1987.- № 2.- С. 57-58.

Abstract

Hydrodynaic data are used in a combination with traditional logging methods to determine limiting values of reservoir and effective thickness of J₂ stratum of the East Surgut field. The limiting values for the reservoir are as follows: absolute permeability - 0,22 fm², total porosity - 10,5 %. The values of the dual differential parameter of natural gamma-activity, 0,52, and volume density by the method of HDL-D, 2,51 g/cm³, correspond to these criteria.

Рис. 1. Графики зависимости парных встречных кривых распределения частоты от абсолютной проницаемости керна (а), объемной плотности по методу ГГК-П (б) и двойного разностного параметра естественной гамма-активности пород (в).

Интервалы по ОИПК-1: 1 - бесприточные, 2 - приточные (зависимость построена для абсолютной проницаемости керна), 3 - приточные (зависимость построена для эффективной проницаемости)

Рис. 2. Определение эффективной толщины пласта Ю₂ по двойному разностному параметру естественной гамма-активности пород и по объемной плотности, найденной методом ГГК-П, в разрезе скв. 97 Восточно-Сургутского месторождения.