К оглавлению

© С.Л. Патратий, 2006

ЛИТОЛОГО-ФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА IV ГОРИЗОНТА МЕСТОРОЖДЕНИЯ МОНГИ (Северный Сахалин)

С.Д. Патратий (“СахалинНИПИморнефтегаз”)

Нефтегазоконденсатное месторождение Монги на суше о-ва Сахалин является одним из самых крупных. Оно расположено в пределах восточного погружения Дагинской антиклинальной зоны и приурочено к интенсивно нарушенной брахиантиклинальной складке субмеридионального простирания. Монгинская структура имеет сложное складчато-блоковое строение: семь главных разноамплитудных сбросов северо-восточного простирания разбивают ее на 12 основных тектонических блоков и являются экранами для залежей нефти и газа.

Глубоким бурением вскрыты отложения олигоцена - верхнего миоцен-плиоцена. Промышленная нефтегазоносность установлена в дагинских отложениях миоценового возраста, где выделено 19 продуктивных горизонтов. Дагинская свита перекрыта преимущественно глинистыми отложениями окобыкайской свиты, которая служит региональной покрышкой.

Месторождение относится к одному из наиболее изученных на суше о-ва Сахалин. Из 102 поисковых и разведочных скважин, пробуренных на месторождении, керн отобран в 54. Детальное изучение керна позволило разделить породы-коллекторы основных продуктивных горизонтов на слои, представленные определенной ассоциацией близких по гранулометрическому составу литологических разностей пород, получивших название тип коллектора. Основное отличие терригенных природных резервуаров данного месторождения заключается в наличии естественных природных границ, связанных не с глинистыми разделами, а с резкими изменениями литолого-физических характеристик.

По комплексу промыслово-геофизических данных IV горизонт выделяется во всех пробуренных скважинах и прослеживается по всей площади месторождения. Кровля этого горизонта отделена от вышележащего III горизонта хорошо выдержанным глинистым разделом толщиной от 8 до 38 м. Подошва горизонта четко отбивается по переходу к глинистому разделу, прослеживающемуся по всем скважинам, вскрывшим V горизонт.

Породы горизонта содержат 70-95 % обломочного материала. В соответствии с классификацией В.Д. Шутова (1972) они относятся к мезомиктовым кварцевым песчаникам. В составе обломочной части минеральных компонентов преимущественно развиты кварц (56-64 %) и полевые шпаты (15-29 %). Обломки пород составляют 10-22 %. Цемент глинистый с примесью сидерита. В порах отмечается хлорит, каолинит, кальцит и пирит.

Разрез IV горизонта представлен главным образом средне-, мелкозернистыми песчаниками, участками разнозернистыми, глинистоалевритовыми, реже алеврито-глинистыми и алевритистыми, слабо- сцементированными, массивными с редкими прослоями алевритов и глин. К подошве горизонта песчаники сменяются песчано-глинистыми алевролитами, слабосцементированными, с прослоями крепких алевролитов с карбонатным цементом. Изменение толщин не имеет выраженного тренда. Толщина горизонта варьирует от 20 до 60 м.

Горизонт достаточно полно изучен по керну: пористость определялась по 511, проницаемость - по 245 и гранулометрический состав - по 419 образцам. Высокий процент выноса керна позволил детально изучить не только физико-литологическую характеристику коллекторских свойств горизонта, но и выявить характер их изменения по разрезу. По результатам исследования керна в пределах отдельных блоков были построены кернограммы (рис. 1).

В разрезе IV горизонта наблюдается два слоя, представленных (от подошвы к кровле) естественными ассоциациями близких по гранулометрическому составу и физическим свойствам литологических разностей (литотипов) пород. Подошва горизонта (II литотип) образована чередованием алевролито-песчаников с песчано-глинистыми и глинисто-песчаными алевролитами и мелкозернистых алевритовоглинистых песчаников (по Л.В. Пустовалову, 1940). I литотип (чаще кровля пласта) сложен переслаиванием мелко- и среднезернистых алевритово-глинистых песчаников с чистыми песчаниками.

В результате анализа кернограмм было выявлено, что внутри горизонтов наблюдается ступенчатое ухудшение фильтрационно-емкостных свойств от кровли к подошве, причем I литотип характеризуется лучшими свойствами, чем II литотип. Среднее значение открытой пористости, определенной по керну, для пород I литотипа составляет 20,8, II - 19,0 %. Среднее значение проницаемости для I литотипа - 204*10^-3, II - 20*10^-3 мкм². При переходе от одного литотипа к другому проницаемость варьирует более значительно, чем пористость. Методом корреляционного анализа [1] было установлено, что основным литологическим параметром, влияющим на коллекторские свойства пород IV горизонта, является медианный размер зерен Md, отражающий степень сортировки зерен. Выявленная статистическая связь между проницаемостью и медианным размером зерен довольно тесная - коэффициент корреляции r равен 0,85 (рис. 2). Связь между Md и пористостью слабее (r= 0,59).

Изменение литологического состава при переходе от слоя к слою (литотипы I-II) приводит к скачкообразному увеличению медианного размера зерен. Полученная кривая распределения Md характеризуется двухвершинным строением, что подтверждает наличие двух литотипов пород, отложенных при разных условиях накопления осадков. Граничное значение медианного размера зерен для разделения пород на I и II литотипы, определенное по кривой распределения, равно 0,14 мм. Двухслойное строение горизонта подтверждается и при рассмотрении генетической диаграммы песчаников (рис. 3) [2]. Породы I литотипа постепенно переходят из поля песков, отложившихся при сильных колебательных движениях, в поле песков, накопившихся при слабых колебательных движениях водного потока (породы II литотипа). Осадконакопление горизонта происходило в несколько циклов в чередующихся условиях лагун и прибрежной части мелкого моря.

На фильтрационно-емкостные свойства также влияет алевритово-глинистая составляющая гранулометрического состава (Са+r). Показатель Са+r увеличивается вниз по разрезу. Как видно из кривой корреляционной связи (r = 0,83), значение проницаемости уменьшается с увеличением содержания Са+r (рис. 4).

Получив приведенные корреляционные зависимости проницаемость - Md и проницаемость - Са+r была предпринята попытка установления связи между медианным размером зерен и содержанием алевритово-глинистой фракции. Значение коэффициента корреляции для этой зависимости равно 0,95 (рис. 5). Зная граничные значения Md для разделения пород IV горизонта на I и II литотипы, можно определить граничные значения для выделения литотипов по Са+r, равные 38 %, из упомянутой зависимости.

Поскольку в процессе бурения отбор керна проводится фрагментарно в пределах IV горизонта, для того чтобы проследить распространение литотипов по площади и определить их толщину встает вопрос о выделении литотипов методами промысловой геофизики. Для решения этой задачи были построены корреляционные зависимости керн - ГИС (таблица).

Анализ полученных результатов показывает, что лучшую разрешающую способность имеет относительно варьирующий параметр естественной гамма-активности (DIg). Значения DIg связаны с содержанием глинистой алевролитовой компоненты гранулометрического состава пород. Низкая разрешающая способность, по-видимому, связана с тем, что a_пс не реагирует на колебание алевритости (от нескольких единиц до 70-80 %), которая, судя по данным ГК, обладает радиоактивностью, поэтому не может фиксироваться последним методом.

Породы I литотипа на диаграммах ГИС имеют сильно отрицательные аномалии кривой ПС (a_пс = 0,7-1,0), низкую естественную радиоактивность (DIg = 0,35).

II литотип имеет высокую естественную радиоактивность (DIg = 0,4 - 0,8), относительно небольшие амплитуды ПС (a_пс = 0,2-0,6).

Используя наличие связи между Са+r и Md и зависимость DIg - Са+r, т.е. применив цепочку связей DIg-Ca+r - Md, можно перейти от показаний промыслово-геофизического метода к характеристике гранулометрического состава в интервале интерпретации гамма-метода.

Выделение литотипов позволило уточнить некоторые петрофизические зависимости (водонасыщенность - проницаемость, пористость - параметр пористости, DIg - Са+r и др.), которые в дальнейшем необходимо использовать для изучения коллекторских свойств, кондиций фильтрационно-емкостных свойств и средних значений параметров для объектов подсчета [3]. Обоснование фильтрационно-емкостных свойств следует проводить методом взвешивания их средних значений для выделенных литотипов по их толщине, что значительно увеличит точность подсчета запасов.

Принимая во внимание сложную картину изменения фильтрационно-емкостных свойств по разрезу продуктивного горизонта, выраженную в цикличности формирования пород-коллекторов, при планировании системы разработки следует, в первую очередь, проводить выработку коллекторов с наихудшими фильтрационно-емкостными характеристиками ( II литотип) с последующим переходом на I литотип, что позволит достичь более равномерного стягивания контуров в процессе эксплуатации залежи и достижения наибольшего значения конечного коэффициента извлечения нефти.

Литература

1. Дементьев Л.Ф. Статистические методы обработки и анализа промыслово-геологических данных. - М.: Недра, 1966.

2. Рухин Л.Б. Основы литологии. - М.: Гостоптехиздат, 1953.

3. Свихнушин Н.М. Методы изучения неоднородных коллекторов при оценке кондиций и подсчете запасов / Н.М. Свихнушин, В.И. Азаматов. - М.: Недра, 1971.

Abstract

Isolation of lithotypes allowed to determine some petrophysical relations (water saturation-permeability, porosity-porosity parameters, etc.) which should subsequently used for studying reservoir properties, rock and fluid properties conditions and mean values of parameters for objects of calculation. Substantiation of rock and fluia properties indices should be done by method of weighting their mean values for recognizing lithotypes by their thickness what significantly improve reserves estimation accuracy. Considering a complicate character of rock and fluid properties change along the section of productive horizon expressed in cyclic character of reservoir rocks formation, while development system planning one should firstly conduct production from reservoirs with the worst properties (lithotype 11) with subsequent transfer to lithotype 1 what allows to attain more uniform convergence of contours in the process of pool development and reaching the highest value of final oil recovery factor.

Таблица Результаты оценки связей между физико-литологическими параметрами IV горизонта, определенных по керну и методами ГИС

Вид зависимости	r±e	Уравнение прямолинейной связи
DIg- Lg проницаемости	0,72 ± 0,02	LgКпр=-2,5*DIg +2,9
aпс - Lg проницаемости	0,51 ± 0,03	LgКпр=2,8* aпс +0,2
DIg-пористость	0,51 ± 0,03	Кп=-5,5* DIg +21,9
aпс -пористость	0,44 ± 0,04	Кп=7,3* aпс +14,3
DIg -Md	0,85 ± 0,01	Md=-0,19* DIg +0,20
aпс -Md	0,66 ± 0,03	Md=0.24* aпс -0.06
DIg -Ca+r	0,81 ± 0,01	Ca+r=78.8* DIg +14.6
aпс -Ca+r	0,72 ± 0,02	Ca+r=-110.8*aпс +128.6

Рис.1. ХАРАКТЕРИСТИКА IV ГОРИЗОНТА (блок V-a) МЕСТОРОЖДЕНИЯ МОНГИ

П - песчаники; ПАГ - алевритово-глинистые песчаники; АЛ - алевропесчаники; АПГ - песчано-глинистые алевролиты; АГП - алевролиты глинисто-песчаные; АГ - глинистые алевролиты; X- средняя величина; r - среднеквадратичное отклонение; W- коэффициент вариации

Рис. 2. ЗАВИСИМОСТЬ МЕЖДУ МЕДИАННЫМ РАЗМЕРОМ ЗЕРЕН И ПРОНИЦАЕМОСТЬЮ, ОПРЕДЕЛЕННЫХ ПО КЕРНУ (месторождение Монги, IV горизонт)

Литотипы: 1-I; 2-II

Рис. 3. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ДИАГРАММА ПЕСЧАНИКОВ (по Д.Б. Рухину) (месторождение Монти, IV горизонт)

Поля песков: I- отложенных текучими волами (русловые речные и зон течений), II - отложенных при колебательных движениях волы (прибрежные, пляжей, морей, озер, крупных рек), III - накопившихся на дне морей или других бассейнов при слабых колебательных движениях воды, IV - эоловых; остальные уел. обозначения см. на рис. 2

Рис. 4. ЗАВИСИМОСТЬ МЕЖДУ АЛЕВРИТОВО-ГЛИНИСТОЙ ФРАКЦИЕЙ И ПРОНИЦАЕМОСТЬЮ, ОПРЕДЕЛЕННЫХ ПО КЕРНУ (месторождение Монги, IV горизонт)

Уел. обозначения см. на рис. 2

Рис. 5. ЗАВИСИМОСТЬ МЕЖДУ АЛЕВРИТОВО-ГЛИНИСТОЙ ФРАКЦИЕЙ И МЕДИАННЫМ РАЗМЕРОМ ЗЕРЕН, ОПРЕДЕЛЕННЫХ ПО КЕРНУ (месторождение Монги, IV горизонт)

Уел. обозначения см. на рис. 2