Группирование продуктивных отложений сложных типов с целью повышения эффективности их изучения при поисках и разведке нефти и газа

Актуальность проблемы. Примерно до 60-ых годов нашего столетия геологи и другие специалисты нефтегазовой отрасли имели дело чаще всего с простыми типами продуктивных отложений. Большинство залежей имели либо терригенные, малоглинистые коллекторы, либо известняки с пустотами межгранулярного типа. И для тех и для других продуктивных отложений удавалось достаточно эффективно использовать простейшие приемы обработки данных геофизических исследований скважин и минимальные наборы характеристик, измеряемых на образцах керна. Так, при выделении коллекторов и определении характера их насыщения достаточно было оценить так называемые кондиционные пределы открытой пористости, абсолютной проницаемости, относительной аномалии кривой СП, удельного сопротивления пород и некоторых других характеристик. Для детального изучения коллекторов по данным керна вполне обходились измерением открытой пористости, абсолютной проницаемости, реже остаточной водонасыщенности и гранулометрического состава.

С конца 60-ых годов все большую роль в открываемых месторождениях нефти и газа начинают играть продуктивные отложения сложных типов. Чаще всего они представлены либо терригенными породами с глинистым и карбонатным цементом, либо карбонатными породами сложного литологического состава, имеющими сложную структуру пустотного пространства. Неожиданно были обнаружены совершенно новые типы коллекторов: бажениты и акжариты — в трещиноватых аргиллитах, пиленгиты — в порово-трещинных терригенных породах с кварцитовым цементом.

Для продуктивных отложений сложных типов методики интерпретации скважинных данных, эффективные в случае простых отложений, оказались неприменимы. Невозможно, например, при выделении коллекторов в продуктивных трещинных отложениях использовать «кондиционное» значение открытой пористости. Еще сложнее выделить коллектор и оценить характер его насыщения в случае пород, имеющих трещинные и каверновые пустоты.

В связи со сказанным, в настоящее время очень актуальной является проблема усовершенствования методик интерпретации данных ГИС и расширения комплекса характеристик продуктивных отложений, измеряемых на образцах керна, с целью повышения эффективности изучения продуктивных отложений сложных типов. Решение этой проблемы будет в значительной степени содействовать повышению эффективности решения другой проблемы: освоения трудно извлекаемых запасов нефти и газа. Ясно, что 5 последняя проблема связана не только с продуктивными отложениями сложных типов. Но влияние типа отложений на трудность извлечения из недр нефти и газа несомненно.

Целью настоящей работы является разработка методик, позволяющих повысить эффективность использования скважинных данных: материалов ГИС и результатов анализа образцов керна — при изучении продуктивных отложений сложных типов: терригенных пород с глинистым и карбонатным цементом и карбонатных отложений, имеющих сложный литологичеекий состав и сложную структуру пустотного пространства.

Для достижения этой цели решались следующие задачи:

• Выбор современной методики интерпретации скважинных данных, позволяющей оценивать более широкий набор характеристик продуктивных отложений, чем это позволяют делать существующие методики,.

• Выявление критериев выделения коллекторов и оценки характера их насыщения для продуктивных отложений сложных типов,.

• Разработка методов оценки (по данным ГИС и по результатам лабораторных исследований образцов керна) отдающих возможностей коллекторов и прогноза конечного коэффициента вытеснения нефти и газа,.

• Разработка схем группирования продуктивных отложений сложных типов, на основе которых следует решать задачи, возникающие при поисках и разведке месторождений нефти и газа: выделения коллекторов, оценки характера их насыщения, прогноза их отдающих возможностей и конечного коэффициента вытеснения нефти и газа.

Научная новизна, личный вклад.

• В результате анализа литературных данных предложен необходимый и достаточный набор характеристик продуктивных отложений сложных типов для решения задач поисков и разведки месторождений нефти и газа по скважинным данным, /.

• На материалах различных месторождений нефти и газа показайо, использование программ «Фиеста-99», «Карбонаты-99» и «Петрофизика», позволяющих оценивать предложенный нами набор характеристик продуктивных отложений по данным ГИС и результатам анализов керна, дает возможность эффективно решать поисково-разведочные задачи,.

• Показано, что петрофизичеекие модели продуктивных отложений сложных типов, которые могут быть построены в самом начале поисково-разведочных работ, 6 позволяют а) получить достаточно подробную информацию о продуктивных отложениях и б) сделать рекомендации по проведению поисково-разведочных работ (выбору минерализации промывочной жидкости, на которой должны вскрываться продуктивные отложения, объему керновых исследований, методике интерпретации данных ГИС и т. д.),.

• Предложены схемы группирования продуктивных терригенных и карбонатных отложений сложных типов, рекомендуемые нами для решения задач, возникающих при поисках и разведке месторождений нефти и газа, а также для построения статических и динамических моделей залежей нефти и газа. Практическая ценность:

• Разработаны схемы группирования терригенных и карбонатных отложений сложных типов и методики, обеспечивающие их реализацию при решении задач поиска и разведки нефти и газа по скважинным данным: результатам анализа керна и данным ГИС,.

• На материалах Уренгойского, Тенгизского, Карачаганакского и Астраханского месторождений показана эффективность предложенных схем группирования продуктивных отложений и методик их реализации при решении задач нефтегазовой геологии по скважинным данным.

Фактический материал. Диссертант использовал геологические материалы и данные геофизических исследовании скважин — ГИС — по скважине 1355 Уренгойского месторождения, скважинам 8 и 44 месторождения Тенгиз, скважинам 420 и 700 месторождения Карачаганак и скважинам 37 и 40 Астраханского месторождения.

Апробация работы.

Предложенные схемы группирования продуктивных отложений и методики решения задач выделения коллекторов, оценки характера их насыщения, прогноза их отдающих возможностей и конечного коэффициента вытеснения нефти и газа опробованы на материалах 7-ми скважин Уренгойского, Тенгизского, Карачаганакского и Астраханского месторождений.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения и 6 глав. Общий объем работы -42,0 страниц, § таблиц и? рисунков. Библиография включает наименований.

ВЫВОДЫ.

1). Геологические результаты проведённого статистического группирования вскрытых скважинами продуктивных отложений, несмотря на ограниченность использованного материала, показали важность и целесообразность подхода к интерпретации данных ГИС и керна с целью построения достоверных геологических моделей и, что особенно ценно, позволяет наметить пути наиболее рационального освоения нефтяных и газовых залежей. Несомненно, данная работа должна опираться на надёжно разработанную структурно-геологическую модель.

2). Пример со скважиной 1355 Уренгойского месторождения показывает возможность оценки фильтрационно-ёмкостных параметров сильно водонасьпценных терригенных коллекторов. Проблема их получения актуальна для многих месторождений Западной Сибири.

3). Выбранные для исследования карбонатных коллекторов разрезы уникальных месторождений Тенгиз (нефтяное), Карачаганак (нефтегазоконденсатное) и Астраханское (га-зоконденсатное) могут в какой-то степени считаться эталонными. Дифференцированная оценка тех или иных преимуществ исследованных разрезов по типам пустотного пространства, значениям коэффициентов гидрофобизации пород, динамического и капиллярного вытеснения позволяет в каждом конкретном случае выбрать оптимальный режим освоения залежи или вторичных методов воздействия на продуктивный пласт.

4). Необходимость оценки доминантов типов разрезов с качественной стороны для ограниченного как в работе материала и количественно при изучении всего месторождения даёт возможность более рационально размещать эксплуатационные скважины. Так на Тенги-зе и Карачаганаке в полосе рифовых холмов, где повышенная трешиноватость пород и тесная вертикальная гидродинамическая связь дебиты скважин на порядок и более выше, чем в лагунной части. Кроме этого, метод статистического группирования даёт численные значения параметров и создаёт условия для более аргументированного районирования площади месторождения по различным фильтрационно-ёмкостным свойствам продуктивных отложений.

5). Следует отметить важную роль оценки степени гидрофобизации продуктивных отложений, которая влияет как на отдачу пластов, так и на их приемистость их при закачки вытесняющих компонентов.

ЗАКЛЮЧЕ НИЕ.

Настоящая работа посвящена проблеме повышения эффективности решения поисково-разведочных задач нефтегазовой геологии по скважинньщ данным: результатам анализов керна, материалам геофизических исследований скважин — ГИС и результатам испытаний пластов. Объектами исследования были выбраны продуктивные отложения сложных типов: а) терригенные отложения с глинистым и карбонатным цементом, б) карбонатные отложения, имеющие сложный литологический состав и сложную структуру пустотного пространства.

В диссертационной работе предложены схемы группирования выбранных типов продуктивных отложений. С помощью этих схем производится группирование продуктивных отложений при решении той или иной поисково-разведочной задачи: выделения коллекторов, оценки характера их насыщения, оценки их отдающих возможностей, оценки подсчет-ных параметров и подсчета запасов нефти и газа, прогноза конечного коэффициента вытеснения нефти и газа. Для каждой группы отложений названные задачи решаются по-разному.

Для практической реализации предложенных схем группирования предлагается использовать методики комплексной интерпретации скважинных данных (материалов ГИС, результатов анализов керна, результатам испытания пластов), базирующиеся на системах многомерных моделей петрофизических взаимосвязей. Такой подход позволяет существенно расширить набор характеристик продуктивных отложений, оцениваемых по скважинным данным, более детально изучить продуктивные отложения сложных типов, иршести их группирование при решении названных поисково-разведочных задач и для каждой группы с помощью различных методик эффективно решить эти задачи.