Научно-методическое обоснование петрофизических и интерпретационных моделей низкоомных и засолоненных терригенных коллекторов

Актуальность проблемы.

В настоящее время внимание специалистов нефтегазовой промышленности все больше обращено к ресурсам нефти и газа, заключенным в сложных, с геологической точки зрения, объектах. К таким объектам, например, относятся карбонатные и терригенные породы сложного состава и строения, глубокозалегающие породы-коллекторы фундамента, залежи с аномальными пластовыми давлениями и др. С середины 80-х годов прошлого века и до настоящего времени доля объектов, отличительной особенностью которых являлись выдержанность по разрезу и площади фильтрационно-емкостных свойств коллекторов, значительные толщины и, как следствие, четко выраженная1 геофизическая характеристика, в общем количестве разведанных месторождений неуклонно сокращается. При этом открываемые залежи I углеводородов нередко приурочены к сложно построенным терригенным коллекторам, которые отличаются значительной неоднородностью, малыми 1.5 — 2 м толщинами, сложной структурой порового пространства и, как следствие, значительной вариацией фильтрационно-емкостных свойств, что неизбежно приводит к снижению информативности геофизических исследований скважин. Промышленное освоение таких залежей требует предварительной детальной геологической и геофизической изученности.

Исследования автора посвящены разработке методики определения подсчетных параметров в сложных терригенных коллекторах нефти и газа. Основное внимание уделено низкоомным терригенным породам юрского возраста и коллекторам подсолевого комплекса, осложненным засолонением.

Низкие значения удельного электрического сопротивления пород-коллекторов создают трудности при определении эффективных толщин, установлении характера насыщения, коэффициентов нефтегазонасыщенности и положения флюидальных контактов, что может привести к серьезным ошибкам 4 при" созданиш геологическоймодели исследуемого объекта и подсчете: запасов углеводородов: Трудности? интерпретации? геолого-геофизических материалов терригенных: разрезов: подсолевого комплексасвязаны. со сложным строением коллекторовпо? составу слагающих их минералов" и структуре емкостного пространства: Повсеместно? в коллекторах встречаются? прослои^ уплотненные вследствие частичного илиполного засолонения: Наличие кристаллизованного галига в емкостномпространстве породы, наравне с глинистым цементом, значительно ¡-снижает эффективность оценки пористости методами ГИС, создает сложности" привыделении* засолоненных пород в разрезе ш разделении их на коллекторы и неколлекторы.

Объектом исследований являлись отложения верхней и средней юры месторождений Западной Сибири и Узбекистана: Сложно построенные терригенные породы, подсолевого комплекса? изучены на примере отложений нижнего венда (ярактинский горизонт) одного из месторождений Восточной Сибири.

Цель исследований.

Целыо исследований* являлась разработка и обоснование петрофизических и интерпретационных моделей ГИС дляопределения эффективных толщин, оценки. емкостных свойств и насыщенности низкоомных отложений" юрского возраста, и осложненных засолонением терригенных пород подсолевого комплекса: Основные задачи исследований^.

1. Анализ современного состояния геолого-геофизической изученности низкоомных терригенных отложений, приуроченных к юрскому возрасту, и терригенных пород венда, приуроченных к отложениям нижнемотской подсвиты, широко распространенных на территории Восточной Сибири.

2. Разработка и обоснование методического подхода выбора метода ГИС для определения истинного удельного сопротивления пород в низкоомных отложениях юрского возраста.

3. Усовершенствование методики оценки характера ш степени нефтегазонасыщенностинизкоомных терригенных коллекторов подданным гис.

4. Уточнение основных петрофизических зависимостей, получение и обоснование количественныхкритериев для разделения пород, на коллекторы и неколлекторы в терригенных отложениях ярактинского горизонта.

5. Разработка критериев выделения? засолоненных коллекторов — по данным ЕИС и результатам анализов представительного керна:

6. Усовершенствование методики определения пористости и нефтегазонасыщенности в засолоненных терригенных коллекторах по данным ГИС.

Методы решения поставленных задач:

Для решения поставленных задач в диссертационной работе использованы следующие методы: анализ и обобщение литературных данных по изучению терригенных пород, осложненных засолонением и характеризующихся низкими величинами удельных электрических сопротивленийобработка^ обобщение и анализ геолого-геофизических материалов более чем в 100 скважинах месторождений Западной, Восточной Сибири и Узбекистана с использованием программных средств Microsoft Excel, системы «Камертон» и «МФС ВИКИЗ" — статистическийанализ проведенных комплексных петрофизических исследований керна более чем на 2000 образцахапробация и усовершенствование существующих методик определения подсчетных параметров коллекторов нефти и газа.

Достоверность предложенных автором выводов и рекомендаций проверялась путем сравнения результатов интерпретации с независимыми геолого-промысловыми материалами и результатами опробований скважин.

Научная новизна:

1. Разработан и обоснован методический подход выбора метода электрометрии скважин, позволяющий установить удельное сопротивление части пласта, неизмененного проникновением промывочной жидкости, в продуктивных коллекторах, характеризующихся низкими удельными сопротивлениями.

2. Обоснована методика выбора петрофизических и геофизических критериев (рп.гр, Рц. ф, Кш-.гр" Кв), позволяющих оценить характер насыщения коллекторов в низкоомных терригенных разрезах.

3. Впервые для изучаемого месторождения Восточной Сибири установлено и подтверждено результатами испытаний, что коллекторами нефти и газа могут быть не только чистые песчаники (с содержанием галита менее 5%), но и песчаники с содержанием галита до 25% при величинах фильтрационно-емкостных свойств выше установленных граничных значений.

4. Разработана методика выделения засолоненных коллекторов в терригенном разрезе подсолевой продуктивной толщи по комплексу геофизических и петрофизических исследований.

5. Разработана методика определения коэффициентов открытой пористости в засолоненных коллекторах по данным нейтронных методов с привлечением результатов представительного керна.

Основные защищаемые положения.

1. Способ выбора метода ГИС для оценки удельного сопротивления низкоомных пород, позволяющий получить достоверную информацию об эффективных толщинах продуктивных коллекторов и коэффициентах нефтегазонасыщенности.

2. Обоснованы граничные значения геофизических и петрофизических параметров, позволяющих с высокой эффективностью проводить разделение низкоомных коллекторов на продуктивные и водоносные.

3. Установление высоких фильтрационно-емкостных свойств песчаников венда при содержании галита от 5 до 25% позволило изменить представление обосновных типах коллекторов и геологических запасах нефти и газа в отложениях подсолевой продуктивной толщи.

4. Методика определения, параметров коллекторов подсолевого комплекса для подсчета запасов углеводородов.

Практическая значимость.

В настоящее время методики поисков и разведки залежей углеводородов, сосредоточенных в слабо изученных отложениях юрского возраста Западной Сибири и сложно построенных венд-нижнекембрийских отложениях Восточной Сибири, находятся на стадии разработки. Неоднозначно понимание их строения, генезиса, а также методики интерпретации геофизических исследований скважин с целью установления параметров коллекторов. Использование обоснованных в данной работе геофизических критериев и разработанных методических приемов позволит с большей степенью достоверности решать геологические задачи, определять параметры для подсчета запасов нефти и газа. Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались на конференциях: научно-практическая конференция, посвященная 100-летию промысловой геофизики «Геофизические исследования скважин» — М: РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, ноябрь 2006 г.- третья Всероссийская молодежная научно-практическая конференция «ГЕОПЕРСПЕКТИВА — 2009» — М: РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, март 2009 г.- XVIII Губкинские чтения «Инновационное развитие нефтяной и газовой промышленности России — наука и образование» — М: РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, ноябрь 2009 г.

Представленное в диссертационной работе научно-методическое обоснование петрофизических и интерпретационных моделей сложных типов терригенных коллекторов прошло апробацию в ГКЗ РФ при защите отчетов по подсчету запасов нефти и газа изучаемых объектов.

Публикации.

По теме диссертации автором опубликовано 7 работ, в том числе 3 статьи в ведущих научных журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации.

Объем и структура работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 189 страницах, включая 106 рисунков, 8 таблиц и список литературы из 75 наименований.

Основные выводы и результаты научных исследований, направленных на разработку и обоснование петрофизических и интерпретационных моделей ГИС для сложно построенных терригенных пород, сводятся к следующему:

1. Терригенные отложения верхнеи среднеюрского возраста рассмотренных месторождений близки по составу, строению пород и генезису, обладают низкими величинами УЭС, причинами которых могут быть наличие углистых детритов, рассеянного пирита или глинистых минералов гидрослюды и хлорита, установленные во всех отложениях по результатам анализов керна.

2. Разработан и обоснован методический подход выбора метода ГИС для определения неизмененного проникновением промывочной жидкости удельного сопротивления пород в низкоомных отложениях юрского возраста.

3. Установлено, что задача оценки характера насыщения коллекторов в изучаемых разрезах с достаточно высокой эффективностью может решаться с использованием граничных значений Рн. гр, КНГГр, К^. Разделение низкоомных коллекторов на продуктивные и водоносные с использованием граничного значения рп. гр возможно только при достоверной оценке УЭС.

4. Для изучаемой толщи терригенных пород подсолевого комплекса уточнены все основные петрофизические зависимости, получены и обоснованы количественные критерии для разделения пород на коллекторы и неколлекторы.

5. В разрезе яракгинского горизонта изучаемого месторождения по данным методов БК, АК, ГМ, HTM с использованием программы классификации в системе «Камертон» выделено 7 литотипов пород.

6. Установлено и подтверждено результатами испытаний, что в изучаемом терригенном разрезе засолоненные песчаники являются коллекторами нефти и газа при содержании галита менее 25% и величинах ФЕС выше граничных значений.

7. Разработаны критерии и предложены способы выделения засолоненных коллекторов по данным ГИС и результатам анализов представительного керна.

8. Усовершенствована методика определения пористости в засолоненных терригенных коллекторах по данным ГИС, позволяющая учитывать влияние солевого цемента на геофизические методы и оценивать его количественное содержание.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В результате проведенных исследований выполнено научно-методическое обоснование петрофизических и интерпретационных моделей сложных типов терригенных коллекторов.