|
УДК 550.832.5 + 550.832.44 |
|
|
|
© Г. X. Шерман, А. В. Слукин, В. Я. Старцев, 1991 |
Учет влияния доломитизации при определении пористости карбонатных пород
Г.X. ШЕРМАН, А.В. СЛУКИН (НВНИИГГ), В.Я. СТАРЦЕВ (Уральскнефтегазгеология)
Минеральный состав скелета и характеристики флюидов,
заполняющих пустотное пространство пород, во многом определяют показания
радиоактивных (НК, НГК, ГГК) и акустических, методов исследования скважин. Это
обстоятельство, с одной стороны, открывает возможность непосредственного
определения состава пород по геофизическим данным, а с другой - обусловливает
необходимость учета его влияния, например при оценке пористости. Обе эти задачи
решаются при известных значениях интервального времени DТ, плотности
и водородсодержания 
минеральных компонентов
породы, а также в предположении аддитивности вклада каждой компоненты в
измеряемый параметр и линейной зависимости его от содержания минеральных
составляющих [3].
Существуют достаточно разнообразные и часто
противоречивые представления о влиянии доломитизации карбонатных пород на
параметры DTак и 
. Применительно к DTАК и 
представления большинства
исследователей сводятся к тому, что влияние доломитизации Сд
определяется соответственно разностью скоростей в минеральном скелете
известняка и доломита или разностью плотностей этих литологических компонентов
и слабо зависит от пористости, как 1-кп. Однако существует точка
зрения (В.И. Ищенко, В.Г. Чахмачев, 1977 г.), согласно которой DТ
изменяется скачкообразно при достижении значения 
, что не противоречит теории композитных
сред и справедлива в предположении, что при 
зерна доломита «плавают» в известняке, а при 
зерна известняка
«плавают» в доломите. Такая модель практически не учитывалась при построении
алгоритмов определения пористости.
В этой связи были проанализированы зависимости типа
ГИС - керн 
, построенные по данным опорных пластов
Карачаганакского месторождения, удовлетворяющие критериям представительности:
однородность пласта по 
; вынос керна не менее 70 % при числе исследованных
образцов не менее трех на 1 м. Эти зависимости, отражающие линейную связь между
DT и пористостью при
изменении Сд от 0 до 100 % с интервалом через 20 %, описываются
соответственно уравнениями
Очевидно, что, используя полученные зависимости, можно
исследовать связь между DT и Сд при различных
фиксированных значениях пористости. Подобные построения, выполненные для кп
= 0; 5; 10; 15 %, охватывающие практически весь диапазон этого параметра для
коллекторов Карачаганакского месторождения, приведены на рис. 1
и свидетельствуют о монотонном уменьшении DT с ростом
доломитизации. Модель распределения доломитов при увеличении его содержания
подтверждается и результатами изучения связи 
для карбонатных коллекторов Узбекистана [4].
Значительно сложнее и разнообразнее представления о влиянии состава пород на нейтронные методы. Для нейтронного каротажа различия в минеральном составе породы сказываются на показаниях из-за разной величины нейтронных характеристик для основных литологических разновидностей, а также из-за различий в спектральной плотности нейтронного потока. При НГК к перечисленному добавляются различия в характеристиках взаимодействия гамма-излучения с веществом скелета. Несмотря на то что влияние доломитизации, казалось бы, должно быть наибольшим в области околонулевых пористостей, априори трудно сказать что-либо определенное о зависимости величины этого эффекта от пористости.
Существующие представления по этому вопросу противоречивы. Согласно одному из них (Н.3. Заляев, 1976 г.) поправка, учитывающая влияние доломитизации на показания НГК, постоянна во всем диапазоне значений пористости карбонатных коллекторов и для доломитов составляет 3,5 % независимо от типа применяемой аппаратуры. По фактическим данным, полученным при измерениях на моделях и в скважинах, величина этой поправки около 2 % для низкопористых доломитов и медленно уменьшается с ростом пористости [2]. Примерно к такому же выводу (величина поправки равна 2,5 % при кп=0) пришли на основании приближенных теоретических расчетов В.В. Бондарь и Н.Т. Аракчеев (1967 г.), утверждающие, однако, что литологический эффект может быть зафиксирован лишь аппаратурой со сцинтилляционными детекторами и практически отсутствует при регистрации диаграмм НГК аппаратурой СП-62 с газоразрядными счетчиками. Последнее прямо противоречит фактическим данным, полученным этой аппаратурой в Прикаспии и других регионах.
Математическое моделирование нейтронного каротажа, в частности НГК, показывает, что литологическая поправка для доломитов заметно изменяется с пористостью и в скелете (Кп=0) практически равна нулю [1]. Близкие результаты могут быть получены из палеток для определения пористости фирмы «Шлюмберже» [5] для аппаратуры, предположительно аналогичной применяемой в Советском Союзе.
Исследования карбонатных пород сложной литологии
главным образом в районах Саратовской и Уральской областей, базирующиеся на
изучении коллекторов Карачаганакского, Каменского, Тепловско-Токаревского
месторождений, не противоречат представлениям о постоянстве поправки за
доломитизацию и ее независимости от пористости. При обосновании величины этой
поправки применительно к коллекторам Карачаганакского месторождения были сопоставлены
величины 
для
пластов, выделенных по ГИС и надежно охарактеризованных керном как по
пористости, так и по литологии (рис. 2). Здесь
- пористость пласта по
«известняковой» зависимости
, а
- среднее значение пористости пласта по керну. Таким
образом,
близко к
нулю для известняков и соответствует величине литологической поправки для
доломитов. Анализ приведенного сопоставления свидетельствует о наличии
отличного от нуля систематического смещения величины , практической независимости 
от пористости и близком к
нормальному распределении величины со средним значением 2,8 %. При этом среднее
значение доломитизации использованных в сопоставлении пластов составляет 74%.
Следовательно, для чистых доломитов (Сд=100 %) = 2,8:0,74=3,8
%. Однако пористость исследованных пластов не опускается ниже 6 %, что не
позволяет однозначно говорить о величине поправки в области околонулевой
пористости (см. рис. 2).
Обоснованием этой величины могут служить данные исследования низкопористых доломитов (Кп<1 %, Сд=94-98 %) Каменской площади. Наличие полного комплекса методов определения пористости (НГК, ГГК и АК), а также 100 %-ный вынос керна и его детальное изучение позволяют сделать однозначное заключение о величине поправки за доломитизацию в этой области пористости. Действительно, в скв. 1 Каменской (рис. 3) интервал 2583,6-2586,6 м представлен известняками с пористостью 0,2-0,5 %, а в интервале 2629-2634 м залегает доломит с такой же пористостью. Литологический состав и величина кп подтверждаются исследованиями представительного керна. При этом оказывается, что во втором интервале показания НГК на 1,2-1,5 усл. ед. ниже, чем в первом, что эквивалентно 3-4 % в единицах пористости, т. е. литологическая поправка за доломитизацию и в области околонулевой пористости равна этой величине и близка к общепринятому среднему значению в коллекторах. Для того чтобы исключить предположение о причине понижения НГК во втором интервале, связанной с наличием нейтронопоглощающих элементов (бора) в доломите и их отсутствием в известняке, был выполнен спектральный анализ образцов из того и другого интервалов. И хотя содержание бора в известняке в среднем 0,001, а в доломите 0,004 %, это различие с учетом сечения захвата не может обеспечить наблюдаемую разницу в показаниях НГК.
Выводы
1.
Имеющиеся эмпирические данные не подтверждают
гипотезу о наличии «скачка» на зависимости 
2. Величина поправки за доломитизацию в области околонулевой пористости составляет 3-4 % в единицах Кп и практически не изменяется с увеличением последней.
3. Для приведения в соответствие теоретических и эмпирических данных необходимо уточнение математических моделей для расчета показаний НГК.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Еникеева Ф.X., Журавлев Б.К. Расчетные поправочные зависимости к палеткам нейтронного каротажа серийной аппаратурой ДРСТ и СП-62.- Калинин,- 1980.- С. 19.
2. Ильинский В.М., Лимбергер Ю.А. Геофизические исследования коллекторов сложного строения.- М.: Недра.- 1981,- С. 8.
3. Козяр В.Ф., Ручкин А.В., Яценко Г.Г. Геофизические исследования подсолевых отложений при аномальных пластовых давлениях.- М.: Недра.- 1983.- С. 40.
4. Шульженко Л.А., Бурлуцкая И.Г. Определение пористости подсолевых газоносных карбонатных пород Узбекистана по акустическому каротажу / В кн.: Оптимизация разведки месторождений нефти и газа.- М.: ВНИГНИ.- 1987,- С. 102-107.
5. Schlymberger Log Interpretation, Volume - 2 - Charts, Nev York, 1972.
This paper presents the opinions of various authors concerning the influence of carbonate rock dolomitisation on the magnitude of the interval time of sonic wave transit (AT) and on the secondary gamma radiation intensity (INGRL)- It has been shown, from well log information and the results of examination of cores from the Karachaganak field, that AT decreases monotonously with increasing dolomitisation. On the basis of the actual data, substantiated is the correction value for dolomitisation when estimating porosity by means of neutron gamma-ray logging. Evidence is provided suggesting the independence of the correction value on porosity.
Рис. 1. Сопоставление доломитизации и интервального времени пробега акустической волны (шифр кривых - кп)
Рис. 2. Сопоставление литологической поправки за доломитизацию с коэффициентом пористости (а) и распределение значений литологической поправки (б) в показаниях НГК:
- частость; цифры на рисунке -
доломитизация
Рис. 3. Геофизическая характеристика продуктивной толщи СКВ. I Каменской:
1 - известняк; 2 - доломит; 3 - глинистые известняки