Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное состояние проблемы интерпретации материалов ГИС в сложнопостроенных карбонатных разрезах 10
1.1. Особенности геологического строения карбонатных толщ, влияющие на выбор соответствующего промыслово-геофизического комплекса исследования 10
1.2. Применяемые методики интерпретации данных промыслово-геофизических исследований при изучении сложнопостроенных карбонатных разрезов 29
1.3. Обоснование выбора объекта и направлений дальнейших исследований 37
Глава 2. Особенности геологического строения нижнепермских отложений вала Сорокина 42
2.1. Краткая тектоническая характеристика вала Сорокина 42
2.2. Литолого-стратиграфическая характеристика продуктивных пластов нижнепермских отложений 47
2.3. Седиментационно-емкостная модель 51
2.3.1. Циклиты и фации в нижнепермских отложениях вала Сорокина 51
2.3.1. Закономерности формирования карбонатных толщ 57
2.3.3. Характеристика пустотного пространства и его типизация по керну 69
2.3.4. Литолого-петрографическая характеристика пород нижнепермских отложений вала Сорокина по шлифам 81
2.4. Нефтегазоносность нижнепермских отложений вала Сорокина 92
2.5. Гидрогеологическая характеристика нижнепермских отложений вала Сорокина 93
2.6. Выводы 95
Глава 3. Разработка физико-геологических моделей (ФГМ) нижнепермских отложений вала Сорокина 96
3.1. Анализ априорной геолого-геофизической информации, полученной по данным керна и ГИС 96
3.1.1. История изученности нижнепермских отложений методами промысловой геофизики 96
3.1.2. Результаты изучения карбонатных коллекторов по керну 97
3.1.3. Результаты изучения карбонатных коллекторов по данным ГИС 107
3.2. Результаты изучения фильтрационно-емкостных свойств пород по керну 118
3.3. Физико-геологические модели сложнопостроенных коллекторов нижнепермских отложений в пределах вала Сорокина 135
3.4. Выводы 143
Глава 4. Совершенствование методики изучения фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) карбонатных и карбонатно-терригенных отложений нижней перми по данным геолого-геофизических исследований 148
4.1. Анализ и совершенствование петрофизического обеспечения по данным исследования керна 148
4.1.1. Исследование связи пористости с относительным увеличением удельного электрического сопротивления 148
4.1.2. Исследование связи водонасыщенности с коэффициентом увеличения удельного электрического сопротивления 150
4.1.3. Исследование связи интервального времени прохождения продольных волн с пористостью 155
4.1.4. Поровые характеристики .< 155
4.1.5. Остаточная водонасыщенность 155
4.1.6. Остаточная нефтенасыщенность 178
4.1.7. Смачиваемость 184
4.1.8. Обоснование граничных значений пористости и проницаемости 188
4.2. Совершенствование методики интерпретации данных ГИС при изучении нижнепермских отложений 192
4.2.1. Разработка методики выделения коллекторов 192
4.2.2. Влияние литолого-минералогических особенностей нижнепермских карбонатных коллекторов на регистрируемый комплекс ГИС 196
4.2.3. Обоснование оптимальных подходов определения пористости для различных ситуаций в наборе методов ГИС 204
4.2.4. Оценка остаточной водонасыщенности и литологии по комплексу ГИС, данных керна и шлама 207
4.2.5. Оценка остаточной нефтенасыщенности по данным ГИС 211
4.2.6. Оценка абсолютной, относительной и фазовой проницаемости пластов с поровой емкостью по данным ГИС. Обоснование характера притока 212
4.2.7. Выводы 216
4.3. Изучение коллекторов нижнепермских отложений комплексом ГИС, ГТИ, ПГИ на
основе петрофизического обеспечения по керну и шламу 218
4.3.1. Возможность использования шламового материала при создании петрофизического обеспечения комплекса ГИС в терригенных и карбонатных отложениях 218
4.3.2. Изучение нижнепермских отложений, вскрытых горизонтальными скважинами, на основе интерпретации и обобщения материалов ГИС, геолого-геохимического исследования шлама и ГТИ 228
4.3.3. Результаты комплексных исследований шлама в нижнепермских отложениях вала Сорокина по данным ГИС и ГТИ 237
4.3.4. Результаты комплексной интерпретации данных шлама, ГИС и ГТИ
при изучении нижнепермских карбонатных коллекторов 259
4.3.5. Выводы и рекомендации 265
Глава 5. Практические рекомендации по совершенствованию комплекса промыслово-геофизических и петрофизическях исследований при изучении коллекторов нижнепермских отложений вала Сорокина 268
Заключение 272
Список литературы 274
- Применяемые методики интерпретации данных промыслово-геофизических исследований при изучении сложнопостроенных карбонатных разрезов
- Литолого-стратиграфическая характеристика продуктивных пластов нижнепермских отложений
- История изученности нижнепермских отложений методами промысловой геофизики
- Исследование связи водонасыщенности с коэффициентом увеличения удельного электрического сопротивления
Введение к работе
Актуальность исследований. В последние годы все большее количество разрабатьшаемых месторождений нефти и газа связаны со сложнопостроенными карбонатными коллекторами. На их долю приходится около 50% мировых запасов углеводородов (УВ).
Характерным примером являются нижнепермские продуктивные отложения Тимано-Печорской Провинции (ТПП). Сложность строения коллекторов связана с проявлением активных процессов преобразования карбонатных пород, таких как кальцитизация, доломитизация, окремнение, сульфатизация, сидеритизация, засолонение, уплотнение, цементация, перекристаллизация, выщелачивание и трещиноватость.
При детальном изучении нижнепермских отложений нефтяных месторождений ТПП Варандей-Адзъвинской зоны нефтегазонакопления вала Сорокина выявлено, что продуктивные толщи представлены пластами с ярко выраженной макро - и микронеоднородностями, с широким диапазоном изменчивости фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) и физических параметров. Основная сложность изучения нижнепермских отложений вала Сорокина состоит в том, что продуктивные коллекторы имеют очень высокую остаточную водонасыщенность, тем самым, обуславливая низкие значения коэффициентов нефтенасыщенности и низкое удельное электрическое сопротивление, и этими характеристиками сильно осложняют выделение проницаемых прослоев и оценку характера ожидаемого притока по данным стандартного комплекса геофизических исследований скважин (ГИС), так как неколлекторы, продуктивные и водонасыщенные коллекторы слабо различаются между собой по геофизическим характеристикам, а результаты испытаний часто не согласуются с данными традиционного комплекса ГИС.
Как правило, основу геологической интерпретации данных ГИС составляют петрофизические зависимости типа «керн-керн» или «керн-ГИС». В большинстве случаев именно керн является необходимым базовым материалом для получения информации о стратиграфии и литологии разреза, о характере изменения его ФЕС. Однако если керн из скважины по каким-либо причинам не был извлечен или его вынос не достаточен для изучения всех выделенных в разрезе литотипов, то в качестве базовой информации может служить шламовый материал.
Многочисленные результаты исследований нижнепермских отложений вала Сорокина по шламу и сопоставления одноименных параметров по керну и шламу показали достаточно хорошую сходимость, тем самым, доказывая свою состоятельность,
достаточную для обоснования методики определения подсчетных параметров по каротажу и при рассмотрении проводки горизонтальных скважин в сложнопостроенных средах.
Актуальность выполненных исследований определяется практической необходимостью повышения надежности оценки коллекторских свойств продуктивных пород вала Сорокина.
Настоящая диссертационная работа посвящена проблеме повышения достоверности оценки ФЕС продуктивных отложений вала Сорокина с помощью комплексных исследований с использованием геохимических и геолого-геофизических данных, включая анализ керна и шлама в горизонтальных и вертикальных скважинах в качестве петрофизической основы для интерпретации данных ГИС. Комплексный подход к решению поставленной нефтегеологической задачи определяет значимость работ для дальнейшего развития петрофизических исследований в нефтегазовой геофизике.
Целью работы является разработка петрофизического обоснования фильтрационно-емкостных свойств неоднородных карбонатных и терригенно-карбонатных коллекторов нижней перми вала Сорокина с целью повышения достоверности выделения и оценки коллекторов по комплексу геолого-геофизических данных на основе дифференцированного подхода, обеспечивающего предварительное изучение и выделение отдельных литотипов пород, различающихся вещественно-минералогическим составом и структурой порового пространства.
Основные задачи исследования:
Изучение геолого-петрофизических особенностей нижнепермских отложений артинского и ассельско-сакмарского ярусов вала Сорокина.
Создание петрофизического обеспечения для интерпретации данных ГИС в неоднородных породах-коллекторах с целью повышения достоверности обоснования параметров подсчета запасов и построения геологической и гидродинамической моделей.
Изучение возможности использования шлама для восстановления информации:
о различных видах пористости;
о водо- и нефтенасыщенности;
об остаточной водонасыщенности;
о содержании кальцита, доломита и нерастворимого остатка;
о минералогическом составе.
4. Усовершенствование методики выделения и оценки коллекторов артинского
и ассельско-сакмарского ярусов вала Сорокина на основе интерпретации данных
расширенного комплекса ГИС, геолого-технологических (ГТИ) и промыслово-геофизических (ПГИ) исследований.
5. Обоснование практических рекомендации по составу комплекса геофизических и петрофизических исследований с целью дальнейшего изучения сложнопостроенных коллекторов нижнепермских отложений вала Сорокина.
Научная новизна работы:
Установлено, что высокая остаточная водонасыщенность (КоВ) артинских терригенно-карбонатных коллекторов обусловлена не глинистостью, а особенностями морфологии порового пространства, преобладанием тонких пор в породе и содержанием кремнезема (опала, халцедона и других минералов) в нерастворимом остатке.
На основе детальных исследований керна получена новая информация для обоснования петрофизических моделей нижнепермских отложений ряда месторождений вала Сорокина: в части смачиваемости пород, остаточной нефте- и водонасыщенности, поровой и трещинной проницаемости.
Установлено, что изучение остаточной водонасыщенности косвенными методами в зоне предельных насыщений для нижнепермских гидрофобизированных коллекторов должно проводиться на образцах керна с сохранением естественной смачиваемости.
Показано, что высокие значения остаточной нефте- и водонасыщенности в артинских отложениях могут приводить к значительному снижению эффективной емкости коллекторов нижней перми, что влечет за собой необходимость переоценки запасов нефти в нижнепермской залежи вала Сорокина.
Показано, что количественная оценка подсчетных параметров по данным ГИС в горизонтальных скважинах, пробуренных без отбора керна, требует привлечения данных исследования шлама. На основе комплекса данных по шламу произведена экспрессная оценка Ков в горизонтальных скважинах в зоне предельного и непредельного насыщения.
На основе комплексного исследования геолого-геофизических данных по ГИС, ГТИ, ПГИ, анализу керна и шлама и по результатам испытаний уточнены и обоснованы продуктивные работающие интервалы, характерные для нижнепермских кремнисто-карбонатных отложений. Предложены многомерные связи между фильтрационно-емкостными свойствами и геофизическими параметрами; разработана методика определения подсчетных параметров для моделей нижнепермских терригенно-карбонатных отложений с высокой остаточной водонасыщенностью.
Автором защищаются следующие основные положения:
В артинских коллекторах нижнепермских отложений ряда месторождений вала Сорокина повышенная остаточная водонасыщенность контролируется значимой долей тонких пор в породе и нерастворимым остатком, представленным, главным образом,. силикатными минералами (кварцем, халцедоном, опалом).
Присутствие опала, халцедона и других силикатных минералов в матрице породы артинских отложений приводят к искажению параметров Кп, Кв, Кн, определенных по данным ГИС; повышение достоверности оценки ФЕС в коллекторах нижней перми достигается на основании комплексного использования геолого-геофизических данных, полученных по керну и ГИС.
Результаты комплексных петрофизических, геохимических и геолого-технологических исследований шлама могут служить основой оценки фильтрационно-емкостных характеристик нижнепермских коллекторов вала Сорокина, вскрытых скважинами без отбора керна, а также оценки литолого-фациальной изменчивости разреза, как по глубине, так и по латерали.
Для определения нерастворимого остатка, выделения и оценки коллекторов и повышения надежности установления ВНК в нижнепермских отложениях в состав целевого комплекса необходимо включать литоплотностной (ЛПК), гамма-спектрометрический (ГСМ) и ядерно-магнитный методы (ЯМК), а также детальные исследования по керну и шламу.
Практическая значимость. Предложенная петрофизическая модель коллектора и методика оценки параметров ФЕС позволили повысить достоверность выделения и оценки нижнепермских коллекторов вала Сорокина.
Разработанная методика комплексной интерпретации геолого-геофизических данных нижнепермских отложений может найти непосредственное применение при исследовании разрезов, близких по литологии и структуре порового пространства.
Апробация и реализация результатов диссертации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 5 статей в ведущих реферируемых журналах. Основные положения и результаты, положенные в основу настоящей диссертационной работы, представлялись на научных семинарах в МГУ им. М.В. Ломоносова, производственных семинарах в г. Твери, конференциях «Геология - молодым наука о Земле» (г. Москва), «Ломоносов-2005, 2008» (г. Москва), изложены в двух тематических производственных отчетах (Тверь, 2007 г, Москва, 2005 г).
Полученные в ходе исследований результаты были использованы при создании технологии переинтерпретации данных ГИС, обеспечивающей достоверную оценку
нефтенасыщенности терригенно-карбонатных отложений нижней перми вала Сорокина. На текущий период по этой технологи переинтерпретировано более 60 скважин.
Фактический материал. В основу диссертации положены исследования автора,
проводимые с 2005 года в МГУ им. М.В.Ломоносова (г. Москва), ООО «Помор-ГЕРС»,
000 «Петроанализ» (г. Москва). Проанализированы петрофизические параметры и
методики интерпретации данных ГИС в отложениях нижней перми по месторождениям вала
Сорокина ТГШ. Внимательно изучены и переинтерпретированы геолого-геофизические
материалы более 50 скважин; проанализированы и обобщены результаты петрографических
и петрофизических исследований на более чем 3000 образцах керна.В своей работе автор
исходил из опыта работ и полученных результатов отечественных и зарубежных
исследователей: Б.Ю.Вендельштейна, Ю.И.Горбачева, А.Н.Дмитриевского,
В.М.Добрынина, В.И.Дузина, Н.З.Заляева, В.Н.Кобрановой, Ф.И.Котяхова, Д.А.Кожевникова, А.В.Малинина, В.И.Петерсилье, Э.Г.Рабица, Р.А.Резванова, Е.П.Симоненко, М.М.Элланского, Дж.Амикса, С.Дж.Пирсона, Р.Дебранта, М.Ваксмана и
ДР-
Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Объем работы - 210 страниц текста, 69 рисунков, 14 таблиц. Список литературы содержит 105 наименований, в т.ч. 5 - на иностранных языках.
Благодарности.
Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю д.г-м.н., профессору В.А. Богословскому за неизменное внимание, ценные советы, и конструктивные замечания в течение всего периода работы над диссертацией. Большое влияние на направление и уровень исследований, а также консультации и полезные рекомендации оказали преподаватели кафедры литологии РГУНГ им. И.М. Губкина и МГУ им. М.В. Ломоносова д.г-м.н., профессор А.В. Постников, Л.С. Сипидина, Щербакова М.Н.
Автор выражает свою искреннюю признательность всем своим коллегам и сотрудникам ООО «Помор-ГЕРС», помогавшим в сборе и первичной обработке геолого-геофизических материалов, в особенности, С.Г.Шальновой и С.С. Долгиреву, давших много ценных советов по теме диссертации.
Особо автор хочет отметить неоценимую помощь ученых и специалистов, с
которыми автор имел плодотворные контакты по теме диссертации - к.г-м.н. В.И. Лузина,
к.т.н. Г.А. Калмыкова, к.г-м.н. Б.А. Никулина, к.г-м.н. Е.В. Постникова, Е.П. Симоненко.
Автор выражает им искреннюю благодарность и особую признательность за помощь и
ценные замечания при написании диссертации.
Применяемые методики интерпретации данных промыслово-геофизических исследований при изучении сложнопостроенных карбонатных разрезов
Ёмкость и фильтрационные свойства карбонатных коллекторов обусловлены сочетанием межзерновых пор, каверн, трещин и разнообразных пустот выщелачивания. При одной и той же величине общей пористости коллекторы могут обладать различной полезной емкостью и фильтрационными свойствами. Сочетание этих же структурных элементов определяет также такие важные параметры, как нефтегазонасыщенность и нефтегазоотдачу коллектора. Оценка емкостных и фильтрационных свойств карбонатных коллекторов является трудной и далеко не решенной задачей.
Важнейшим этапом при изучении оценок ФЕС и объемов запасов УВ при планировании дальнейших геологоразведочных работ и оптимизации разработки месторождений является качественный отбор и исследование кернового материала с получением максимально возможной информации о структурных, текстурных особенностях разрезов горных пород, петрофизических, фильтрационно-емкостных характеристиках пластов-коллекторов, перспективных для поисков залежей УВ.
Долгое время, начиная с 1978 г, основным методическим руководством по исследованию керна служили «Методические рекомендации по исследованию пород-коллекторов нефти и газа физическими и петрографическими методами» под редакцией В.И. Горояна [68]. Огромный вклад в исследования керна сложнопостроенных карбонатных коллекторов внесли работы Г.М.Авчяна, К.И. Багринцевой, Я.Н.Басина, Б.Ю.Венделыптейна, Г.М. Золоевой, В.М. Добрынина, В.И.Дузина, В.И.Горояна, Ю.И.Горбачева, В.Н.Кобрановой, Ф.И.Котяхова, Д.А.Кожевникова, Б.А.Никулина, В.И.Петерсилье, Э.Г.Рабица, Р.А.Резванова, М.М.Элланского и других исследователей [22,24,43,45,48,78-80,102-103,105,121]. Технология отбора и исследования керна зарубежными компаниями достаточно подробно изложена в работах Д.Килана, М. Крафтом, С.Ф.Симсоном, Х.Р. Нельсоном, А., Парком, Дж.Амикса, Д.Баса, Р.Уайтинга, С.Дж. Пирсона, Р.Дебранта, М.Ваксмана, Л.Смитс и др [3,20,83]. В настоящее время интерпретаторы пользуются методическими руководствами «Методические рекомендации по определению подсчетных параметров залежей нефти и газа по материалам геофизических исследований скважин с привлечением результатов анализов керна, опробований и испытаний продуктивных пластов» под редакцией Б.Ю.Вендельштейна, В.Ф.Козяра, Г.Г.Яценко (НПО «Союзпромгеофизика», Калинин, 1989г) [64] и написанной в последнее время «Методические рекомендации по подсчету геологических запасов нефти и газа объемным методом» под редакцией Петерсилье В.И., Пороскуна В.И., Яценко Г.Г.(Москва-Тверь, 2003г) [65].
В связи с тем, что результаты экспериментальных исследований керна не всегда отражают истинные значения физических и геологических параметров сложнопостроенных карбонатных отложений (трещиноватые и кавернозные разности часто разрушаются в процессе бурения; стандартные подходы изучения керна иногда приводят к существенным ошибкам в оценке строения сложного коллектора; причины, связанные с отбором керна), то ведущая роль в методических решениях проблемы всестороннего изучения карбонатного разреза петрофизическими методами принадлежит все же каротажной информации [91].
Для оценки емкостных и фильтрационных свойств карбонатных пород применяется довольно обширный набор методов ГИС и в зависимости от преобладания в разрезе тех или иных типов коллекторов и литологических разностей используются различные методические приемы, направленные на решение задач литологического расчленения разреза, выделения коллекторов, оценки их емкостных свойств и характера насыщения.
Изучение и подходы к вопросам комплексирования геофизических методов в карбонатных сложнопостроенных разрезах достаточно подробно и разносторонне рассмотрены в отечественной и зарубежной литературе. Разработкой и совершенствованием геофизических методов изучения карбонатных коллекторов занимались Я.Н.Абдулхаликов, Б.Л.Александров, А.Н.Африкян, Я.Н.Басин, А.Ф.Боярчук, Л.П.Брагина, Б.Ю.Вендельштейн, И.Н.Горюнов, В.Н.Дахнов, В.М.Добрынин, Н.З.Заляев, Г.М.Золоева, В.П. Иванкин, Т.С.Изотова, В.М.Ильинский, С.С.Итенберг, С.Г.Комаров, В.С.Кудрявцев, В.АКошляк, Ю.АЛимбергер, А.М.Нечай, Л.И.Орлов, Р.А.Резванов, А.В.Ручкин, Н.М.Свихнушин, Н.В.Фарманова, Н.В.Царева, В.Д.Чухвичев, М.Д.Шварцман, Г.Н.Шнурман и другие, а за рубежом - Г.Е.Арчи, М.В.Вилли, Р.Дебранц, Г.Г.Долль, К.Р.Дэвис, СДж.Пирсон, В.Х.Фертль, ЛГ.Шомбар, Р.П.Элиджер и др [1,2,11-13,28,31-35,38,39,40,44,51,53,58,70,71,99,101,111,113-116].
Данная система была реализована многими исследователями, в том числе и при обработке промыслово-геофизических материалов по карбонатным отложениям ряда месторождений Тимано-Печорской провинции.
На месторождениях Тимано-Печорской провинции только сравнительно недавно в скважинах стал проводиться плотностнои гамма-гамма каротаж, что позволило проводить более детальное расчленение карбонатного разреза по литологии и совершенствовать методики определения коэффициентов пористости.
Изменение литологии в разрезе существенным образом влияет на определение ФЕС коллектора. Так, например, если в изучаемом разрезе встречаются пласты доломитов, то неучет изменения литологии разреза может привести к существенной ошибке в определении коэффициента пористости (по нейтронным методам - до 5%, по данным акустического каротажа - 6% и более) [4,7,20,30]. Исключение влияния изменения литологии при оценке коэффициентов пористости осуществляется комплексированием различных геофизических методов.
Литолого-стратиграфическая характеристика продуктивных пластов нижнепермских отложений
Нижнепермские отложения со стратиграфическим несогласием залегают на среднекаменноугольных и представлены терригенными отложениями кунгурского яруса и карбонатными отложениями артинского и ассельско-сакмарского ярусов.
Кунгурский ярус представлен морскими терригенными отложениями. В основном это переслаивание мелко и среднезернистых алевролитов на глинистом цементе, тонкоотмученных плотных аргиллитов и аргиллитоподобных глин с редкими прослоями (мощностью до 24см) мелкозернистых полимиктовых песчаников, согласно залегающими на карбонатных отложениях артинского яруса. Кунгурский ярус является покрышкой для продуктивных карбонатных отложений артинского и ассельско - сакмарского ярусов.
Песчаники - светло-темно-серые с буроватым, зеленоватым оттенками, разнозернистые, полимиктовые, плотные, крепкие, участками глинистые, пиритизированные в виде вкраплений, участками неизвестковистые, слюдистые, каолинизированные, с включениями мелкой гальки кремня и глин, нефтенасыщенные.
Аргиллиты - темно-серые до черных, тонкоотмученные, иногда алевритистые, слабо слюдистые, массивные, плотные, пиритизированные, с черным углистым материалом по наслоению, содержат фауну.
Алевролиты - серые, темно-серые, плотные, крепкие, слоистые, слюдистые, иногда глинистые, известковистые, нефтенасыщенные. Артинский ярус. Отложения артинского яруса представлены известняками голубовато-серыми, коричневыми, светло-серыми, иногда серыми с желтоватым оттенком, единичными прослоями песчанистыми, разнокристаллическими, участками органогенными и окремнелыми, с единичными разно-направленными трещинами (до 1мм) и с кавернами (диаметр 1-5мм), пористыми, участками микропористыми, сильно нефтенасыщенными в виде пропитки основной массы породы, выпотов и смачивания в более пористых участках по поверхностям напластования. Единичные трещины выполнены белым с желтоватым оттенком кальцитом и карбонатно-глинистым материалом, открытые трещины заполнены нефтью.
Трещины в, основном имеют вертикальную направленность. В известняках отмечается присутствие большого количества фауны в виде ракушек. Верхняя граница артинского яруса проводится по смене карбонатных пород терригенными-иподтверждена фаунистическими определениями. На Торавейском месторождении отложения артинского яруса представлены карбонатно-кремнистыми и кремнисто-карбонатными І породами, к которым приурочена нефтяная залежь. Отложенияартинского яруса вскрыты всеми пробуренными скважинами на полную толщину. Среднее значение толщины составляет 48 м, изменяясь от 41 м в скважине 22 до 56 м- в скважине 24. Необходимо отметить, что средняя толщина, артинских отложений-увеличилась по сравнению с Варандейским месторождением,.где она составляет 17 м. На каротажных диаграммах отложения, относимые к артинскому возрасту, выделяются уверенно и верхняя граница проводится по смене высокоомных пород на вышележащие терригенные отложения кунгурского яруса, содержащих комплекс, фораминифер, который соответствует кунгурскому возрасту вмещающих отложений. В разрезах скважин соседних площадей (Варандейская, Ю. Торавейскаяи др.) в аналогичных толщах вмещающих пород определены брахиоподы артинского возраста, что дало возможность условно отнести данные отложения к образованиям, артинского яруса. Отложения, артинского яруса можно разделить надве пачки: нижнюю-и верхнюю. Отложения нижней пачки представлены, известняками- интенсивно- окремнелыми (до перехода в карбонатно-кремнистые породы) и силицитами- неравномерно известковистыми, среди которых особое место занимают спонголиты. Известняки светло серые с голубоватым оттенком, иногда с зеленоватым оттенком, слабо доломитизированные, с пятнистым окремнением, органогенно-детритовые, обломочно детритовые, тонкокристаллические и детритово-шламово-пелитоморфные, неяснослойчатые. В составе обломочного материала преобладает детрит, представленный фрагментами раковин брахиопод, иглокожих, спикул кремневых губок, а также раковинками фораминнфер, обломками одиночных кораллов и фрагментами различных водорослевых образований. Литокластовая часть представлена среднеокатанными обломками перекристаллизованных, нередко микритизированных, известняков. Известковые спонголиты светло-серые с органолитовой и криптокристаллической структурами, неяснослойчатые.
Верхнюю пачку артинских отложений слагают известняки серые различных оттенков (светло-серые, зеленовато- и коричневато-серые), органогенно-обломочные, органогенно-детритовые, биоморфно-детритовые и детритово-сгустково-комковатые, с фрагментами брахиопод, иглокожих, мшанок, одиночных кораллов и водорослевых образований и с обломками микрозернистых известняков. Породы слабо доломитизированы, неравномерно перекристаллизованы и окремнены. При этом окремнение (внутри пачки) распространено неравномерно. Единично (скважина 31) отмечены слои оолитовых известняков. Породы кавернозные, трещиноватые, пористые, пористо-трещиноватые, нефтенасыщенные в виде пропитки и выпотов, участками глинистые. Трещины разноориентированные, заполненные часть нефтью, часть зеленоватым глинистым материалом.
Ассельско + сакмарские отложения литологически представлены известняками серыми до темно-коричневато-серых, с голубоватым и буроватым оттенком за счет нефтенасыщения, разнокристаллическими, участками мелкоорганогенными, массивными, пористыми до высокопористых, трещиноватыми, крепкими, участками кавернозными (диаметр единичных каверн достигает 35 мм, выщелочены и заполнены кристаллами галита). Трещины разнонаправленно ориентированы, размером от волосяных до 1,5см, выполнены черным глинисто-карбонатным материалом и белым кальцитом. В породе отмечаются зеркала скольжения (под углом 45 к оси керна по плоскостям напластования). Редко отмечаются линзовидные единичные включения микрофауны-колонии фораминифер размером 5x10 см. Отмечаются стилолитовые швы, перпендикулярные оси керна (амплитуда зубцов до 0,5 см, ширина -1 мм) и выполненные черным глинистым материалом. Интенсивная нефтенасыщенность породы отмечается в виде отдельных выпотов и слабой пропитки основной массы.
История изученности нижнепермских отложений методами промысловой геофизики
На рассматриваемой территории проведен широкий спектр работ: геоморфологические и геофизические исследования (магнито-, электро-, грави- и сейсморазведочные работы), параметрическое и поисково-разведочное бурение. Сведения о геологической и геофизической изученности района приведены в работах [21,61,62,69,72,74,75,87].
Геофизические исследования. Методами электроразведки (МТП, МТЗ, КМТП, ВЭЗ и МТЗ) было подтверждено блоковое строение фундамента, установлен характер распространения и толщины мерзлоты (ВЭЗ). Проведена аэромагнитная съемка масштабов 1:1000000, 1:200000 и 1:50000, а также гравиразведочные работы масштаба 1:500000, 1:100000, составлена сводная карта аномалий силы тяжести, рассчитаны глубины залегания фундамента и составлена схема его рельефа. На рассматриваемой территории из всех геофизических методов сейсморазведка является главным средством подготовки структур под глубокое поисковое бурение.
В конце 60-х - начале 70-х годов на территории Варандей-Адзьвинской структурной зоны (ВАСЗ) проводилось однократное профилирование МОВ. В результате работ был выявлен вал Сорокина (крупная структура II порядка), а также ряд локальных структур (Торавейская, Южно-Торавейская, Лабоганская, Наульская и др.).
Основные объемы сейсморазведочных исследований в пределах площади проектируемых работ проводились на Варандейском (1976 г), Торавейском (1981 г), Наульском и Лабоганском (1982 г), Пасседском (1987 г), Региональном (1991-1992 гг) объектах.
В 1984-1986 гг проводились работы по переинтерпретации сейсмических материалов по Хорейверской впадине и ВАСЗ, а в 1988-1990гг тематические работы с целью выявления закономерностей распространения неантиклинальных ловушек в северной части ВАСЗ. За период 1999-2000 гг. силами СП «ПетроАльянс Сервисно Компани Лимитед» для прогнозирования зон улучшенных коллекторов с целью оптимизации заложения эксплуатационных скважин и изучения структурно-тектонического строения отложений силурийско - юрского возраста, были проведены полевые сейсморазведочные исследования МОВ-ОГТ по методике 3D в объеме 100 км2. По результатам работ уточнено строение структуры по всему осадочному чехлу, построены структурные карты по основным отражающим горизонтам в силуре, девоне, карбоне, перми и триасе, а также детально изучено строение продуктивных отложений нижней перми.
Известняки I пачки, обладая пористостью от долей процента до 14 %, имеют проницаемость от 0,01 до 20 10"15м2. Пористость в породах II пачки выше (варьирует от 2 до 30 %), в то же время проницаемость их находится в тех же пределах, что и в карбонатах I пачки (0,01 до 20 10" м ). Известняки III пачки в большинстве своем имеют пористость в пределах 2-6 %, а проницаемость их варьирует от 0,01 до 10 10"15м2. Слабая корреляционная связь между пористостью и проницаемостью образцов свидетельствует о сложной структуре порового пространства пород и наличии разных типов коллекторов. Результаты петрографических исследований выявили значительную трещиноватость известняков. Вторичная емкость оказывает определенное влияние на фильтрационные свойства коллекторов. Как следует из графиков на рисунке 3.2, проницаемость больших образцов, особенно в области низких значений пористости, на порядок или даже выше проницаемости малых образцов при одинаковой пористости. Это означает, что даже при низкой пористости трещины формируют фильтрационный потенциал коллектора.
Сопоставление коэффициента пористости Кп с коэффициентом остаточного водонасыщения Кво для различных пачек (рис. 3.3) показывает, что наиболее низкими значениями Кво в одном и том же диапазоне пористости характеризуются отложения первой и третей пачек. Породы второй пачки способны удерживать большее количество связанной воды при той же пористости, что и известняки двух других пачек. Повышенное содержание связанной воды в породах этой пачки обусловлено их минералогическим составом.
Изучая зависимости Pn=f(Kn) и Рн=ц1Св) (рис.3.12-3.13), по структурным коэффициентам в уравнениях косвенно можно судить о структурных особенностях порового пространства: структурный коэффициент от 1,5 до 2 типичен для межзернового типа коллектора, а больше 2 — для трещиноватых разностей.
Критические значения параметров коллекторов обосновывались петрофизическим способом по результатам сопоставления петрофизических параметров. Использовать традиционный статистический метод выделения коллекторов на данном месторождении не удалось, поскольку по исследуемым скважинам оказалось недостаточным количество селективных испытаний. Учитывая разнообразие пород, граничные значения пористости определялись дифференцировано для каждой пачки. Наиболее вероятные критические значения пористости и проницаемости межзерновых коллекторов можно оценить по данным сопоставления пористости и проницаемости с относительной эффективной проницаемостью.
Сопоставление относительной эффективной проницаемости с пористостью (рис. 3.4) показало, что коллектора первой и третей пачек имеют относительную эффективную проницаемость, отличную от нуля, уже при пористости 5 %, а второй пачки при пористости 10 %. Для первой, второй и третьей пачек граничные значения пористости составляли соответственно 3,10 и 4 %.
Результаты сопоставления относительной эффективной проницаемости с проницаемостью однозначной информации о граничных значениях проницаемости не дали в связи с большой неоднородностью (как по литологии, так и по структуре пустотного пространства пород). Тем не менее, по приведённым данным за граничное значение проницаемости была условно принята величина 0.1 10 3мкм2, так как все образцы с Кпр 0,1 10"13 мкм2 имеют относительную эффективную проницаемость выше нуля.
При сопоставлении прямого и обращенного кумулятивных распределений по пористости для образцов с проницаемостью ниже и выше 0,1 10 3 мкм2 наблюдаются очень близкие к указанным выше значениям величины граничной пористости (рис. 3.5).
Исследование связи водонасыщенности с коэффициентом увеличения удельного электрического сопротивления
Первоначально связь между коэффициентом увеличения сопротивления (Рн) и водонасыщенностью (Кв) изучалась на экстрагированном керне в лаборатории АГД при моделировании остаточной водонасыщенности (Кво) методом капиллярометрии и ценрифугирования при давлении вытеснения 10 атм. Связь между указанными параметрами представлена на рис.4.4.
Затем эта связь изучалась в лаборатории г. Твери на экстрагированных и неэкстрагированных образцах при текущих и остаточных водонасыщенностях. Связи между изучаемыми параметрами на экстрагированных и неэкстрагированных образцах описываются разными уравнениями и представлены на рис 4.5 и 4.6 соответственно.
Опробование указанных связей при оценке водонасыщенности по ГИС показало, что при сравнении водонасыщенности по ГИС и по керну приемлемой зависимостью для определения Кв по ГИС является последняя связь, установленная на неэкстрагированном керне. Это указывает на то, что связь между Рщ, и KniM также следует изучать на неэкстрагированном керне.
В процессе отработки методики остаточной водонасыщенности карбонатных коллекторов рядом исследователей (К.И. Багринцева и др.) выявилась следующая особенность: образцы, содержащие остаточную нефть в виде примазок или заполнения трещин, отличались аномальными величинами связанной воды. При повторных анализах этих образцов отклонения в содержании остаточной водонасыщенности изменялись и достигали огромного расхождения между собой. Спирто-бензольная экстракция этих образцов не давала положительного эффекта, и количество связанной воды в таких породах колебалось и не соответствовало определенной проницаемости. Резкие скачки при установлении значений остаточной водонасыщенности позволили предположить, что сохранившаяся пленка остаточного конденсата или нефти не дает возможности правильно охарактеризовать связанную воду подобных коллекторов.
Таким образом, возникает сомнение в необходимости экстрагирования породы для определения ФЕС карбонатных коллекторов, так как во многих случаях не получаются сопоставимые результаты даже для одного и того же образца [Багринцева К.И., 1977]. Все эти вопросы относятся к разряду серьезных задач, требующих в дальнейшем постановки детальных методических работ и исследований (например, использование определенной жидкости для насыщения образцов или изменения методики лабораторной обработки образцов и т.д.).
Применяя вышесказанное к нижнепермским отложениям вала Сорокина, по литологическому описанию керна и петрографическому описанию шлифов можно отметить, что эти отложения местами заполнены примазками нефти и характеризуются значительным содержанием остаточной нефти, наблюдается насыщение пор битумом, который пропитывает межзерновую среду органических остатков и цемента и располагается в виде пленок, обволакивая зерна кальцита и кремнезёма (рис 4.7-4.8). Битумная пористость по шлифам составляет порядка 15-25 %
На рисунке 4.9 эта связь дифференцирована по нерастворимому остатку (С„0). На рисунке отчетливо видно, что содержание нерастворимого остатка не влияет на характер связи. Таким образом, при интерпретации метода АК не требуется учитывать влияние нерастворимого остатка на интервальное время.
Связь интервального времени с пористостью для всех трёх пачек единая (рис.4.10). Существенного влияния каверновой пористости, оцененной методом ЯМР, на связь между исследуемыми параметрами не выявлено (рис.4.11).
Таким образом, можно сделать вывод, что связь между пористостью и интервальным временем пробега продольных волн можно напрямую использовать для оценки пористости без учета литологии.
По результатам исследований водонасыщенности центробежным методом построены кривые распределения пор по размерам (рис.4.12-4.14). Как следует из графиков и таблиц 4.1-4.2, породы характеризуются достаточно равномерным распределением пор по размерам с преобладанием тонких и средних пор. В окремненных известняках (пачка 2) отмечается явное преобладание тонких пор. В чистых известняках (пачка 3) заметно снижение субкапиллярных пор и увеличение в разной степени более крупных, фильтрующих пор. В целом по мере уменьшения радиуса пор отмечается характерное снижение ФЕС отложений.
