Введение к работе
Актуальность темы. Первые промыщленные притоки нефти из силурийских отложений в Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции были получены в 1974 году из скв. К 7 Средне-Макарихинского месторождения. В 1985 году впервые были проведены работы по подсчету запасов нефти в коллекторах, приуроченных к силурийским отложениям.
С тех пор в провинции открыто уже более 20 залежей нефти в коллекторах, приуроченных к силурийским отложениям, которые расположены, в основном, в пределах Хорейверской нефтегазоносной области. Детально изучены параметры коллекторов по Баганской и Сандивейской группам месторождений, а также Верхне-Возейского месторождения. В стадии завершения разведочных работ находятся месторождения вала Гамбурцева (Черпаюсское, Нядейюсское и Хасырейское), где промьгшленно нефтеносны еще и нижнедевонские карбонатные отложения.
Выделение, определение типа и количественная оценка параметров сложнопо-строешшх карбонатных коллекторов силурийского возраста представляют собой очень сложную проблему, которая оказывается тесно связанной с эволюционно-генетическими условиями формирования пород. Условия осадконакопления обуславливают направленность и действие вторичных процессов в диагенезе и влияют также на их дальнейшее преобразование в эпигенезе.
Сложные карбонатные коллекторы образуют несколько независимых систем фильтрации, связанных не только с пористостью межгранулярного типа (блоковой), если она превышает граничное значение этого параметра, но и с системой крупных поровых каналов, каверн и трещин, размеры которых значительно увеличены за счет развития процессов растворения и выщелачивания.
Эффективность количественной интерпретации ГИС в сложных коллекторах определяется степенью соответствия выбранной петрофизической модели особенностям строения их пустотного пространства. На первый план выступает проблема идентификации типа коллектора по данным ГИС.
При изучении параметров таких коллекторов методами ГИС возникли серьезные затруднения с обоснованием граничных значений пористости и проницаемости для каждого из выделенных типов, а также с определением их пористости и нефтенасыщенности. Это потребовало разработки принципиально новых подходов к
вопросам петрофизического обоснования методики интерпретации данных ГИС і определения подсчетных параметров.
Цель работы. Создание методологической основы для петрофизическоп обеспечения интерпретации материалов ГИС в сложнопостроенных коллекторах си лурийского возраста, базирующейся на детальных летрофшических исследования: керна.
Основные задачи исследовании:
-
Анализ методик и результатов применения петрофизических исследовани для обоснования критериев выделения коллекторов сложного типа и определения и подсчетных параметров по Тимано-Печорской провинции.
-
Исследование количественных характеристик структуры пустотного прс странства сложных карбонатных коллекторов и оценка их влияния на петрофизиче ские параметры.
-
Разработка способов определения типов коллекторов по петрофизически данным и идентификации типов коллекторов по данным ГИС.
-
Разработка петрофизически обоснованной методики оценки подсчетны параметров по данным ГИС, в том числе и на новых разведочных площадях.
Научная новизна:
1. Предложен и разработан способ разделения коллекторов на типы по кох
плексу летрофшических и петрографических исследований на керне, имеющий
основе аппарат кластерного анализа, который позволяет:
проанализировать степень соответствия типов коллекторов, установленны по результатам изучения шлифов (качественная информация), реакциям петрофизі ческих параметров на изменение структуры пустотного пространсп (количественная информация);
разделить анализируемую выборку на классы коллекторов по преобладал щему типу пористости с одновременным расчетом эталонных петрофизических з висимостей для количественной интерпретации ГИС;
обосновать критерии оценки типов коллекторов по данным ГИС.
2. Обоснована необходимость разделения смысловой нагрузки на термин
"пористость матрицы" н "блоковая пористость" и вводится понятие "пористость Ті
копроводящей матрицы", как доли объема породы, представленной порами субк
пиллярной размерности (обладающих заведомо гидрофильной поверхностью), кот
рые являются токопроводящими путями в углеводородонасыщенном карбонатном коллекторе.
3. Впервые поставлена задача, предложена и реализована технология количе
ственной оценки характеристик структуры пустотного пространства коллекторов по
данным ГИС, включающая:
определение типа коллекторов по комплексу АК-НГК или БК-НГК;
определение пористости токопроводящей матрицы по зависимостям для известного типа коллеткора;
определение емкости минимального кластера;
дифференциальную оценку граничного значения пористости индивидуально для каждого пласта, как суммы Кп гр=Кп м+Кп клшіп.
-
Предложен способ учета аномальных нейтронных свойств промывочной жидкости, обусловленных присутствием бора, введением поправки в цену условной единицы НГК.
-
Впервые проведено петрофизическое районирование по силурийским отложениям Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции, которое позволяет.
выделить два типа разреза, к которым приурочены коллекторы, отличающиеся особенностями структуры пустотного пространства;
выявить приуроченность характерных форм петрофизических зависимостей к типу разреза.
адаптировать петрофизические зависимости к реальным условиям залегания коллекторов с помощью обобщенных поправок за пластовые условия.
Практическое значение. Основные принципы петрофизического районирования силурийских отложений, методики выделения коллекторов сложного типа по данным ГИС и определения подсчетных параметров с учетом особенностей их структуры пустотного пространства позволят повысить эффективность интерпретации ГИС как на оперативном этапе, так и при подсчете запасов. Количественные характеристики структуры пустотного пространства, определенные по данным ГИС, будут использованы для построения эволюционно-генетической модели строения природных резервуаров, оптимизации разведки и разработки месторождений углеводородов.
Реализация работы. Исследования карбонатных коллекторов силурийского возраста проводились автором с 1982 года в ТПО ВНИГРИ, УКМЭ ПГО "Ухтанефтегазгеология", АО "Коминефтегеофизика", Ухтинском индустриальном
институте, вошли в более чем 20 законченных тематических и опытно-методических отчетов, в том чисде девяти - с подсчетом запасов, в трех из которых диссертант являлся автором главы "Физико-литологическая характеристика коллекторов по керну".
Результаты проведенных автором исследований использованы при обосновании параметров карбонатных коллекторов по данным ГИС и подсчете запасов нефти ПГО "Ухтанефтегазгеология" в период с 1984 по 1993 гг. по Харьягинскому (D3, С3-Pi), Средне-Макарихинскому (Si), Верхне-Возейскому (Si) месторождениям, Санди-вейской и Баганской группам месторождений (S, D3, С3-Р1), применяются для оперативной интерпретации материалов ГИС в Ухтинской геолого-геофизической экспедиции и АО "Коминефтегеофизика".
Методические рекомендации по интерпретации материалов НТК в скважинах с аномальными нейтронными свойствами промывочной жидкости используются для оценки параметров коллекторов Кыртаельского нефтегазоконденсатгого месторождения.
Методические разработки автора по количественной оценке структуры пустотного пространства по данным ГИС послужили основанием для постановки региональной программы "Разработка обобщенной петрофизической модели основных карбонатных толщ Тимано-Печорской провинции", по контракту с Минпромтранс-связи Республики Коми.
Основные защищаемые положения: - методика разделения коллекторов на типы по комплексу петрофизических и петрографических исследований на керне, имеющая в основе аппарат кластерного анализа;
- методика и технология определения количественных характеристик структуры пустотного пространтства по данным ГИС;
способ учета нейтронных свойств промывочной жидкости;
принципы петрофизического районирования силурийских отложений.
Апробация и публикация работы. Основные положения работы докладывались на конференциях: "Актуальные проблемы геологии нефти и газа" (Ухта, 1995 г), "Минерально-сырьевые ресурсы европейского северо-востока СССР" (Сыктывкар, 1988 г, 1990 г, 1994 г), всероссийском научно-техническом совещании "Геофизические методы при разведке недр и экологических исследованиях'1
(Томск, 1996 г), региональной конференции "Моделирование геологических систем и процессов" (Пермь, 1996 г) и изложены в 9 печатных работах.
Структура її объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения; содержит страниц текста, ^. таблиц, г рисунков. Библиография включает 115 наименований.
Фактический материал и личный вклад. Исходным материалом послужили результаты петрофизических исследований пород силурийского возраста ТПП, выполненные в ТПО ВНИГРИ при непосредственном участии автора в разработке оптимального комплекса петрофизических исследований, постановке и методическом обеспечении детальных петрофизических исследований в соавторстве с М.А.Милушкиным, В.А.Каневым, С.Н.Дедовым, В.А.Жем-чуговой, С.В.Семуковым.
Автором лично проведены систематизация, анализ и обобщение результатов исследований на керне по более 15 000 образцов керна, из которых детальные пет-рофизические исследования выполнялись более чем по 3000 образцам. Разработаны методики обработки и интерпретации петрофизических исследований и вычислительные алгоритмы решения задач. Программное обеспечение работ осуществлялось С.Н.Дедовым и Г.Н.Мелеховым совместно с автором работы.
Настройка и внедрение петрофизических интерпретационных моделей проводились совместно с сотрудниками партии подсчета запасов УКМЭ ПГО УНГГ Е.Г.Коваленко, Н.П.Вишератиной и взявшей на себя основную часть работы по проверке идей автора на материалах ГИС ведущим геофизиком Е.И.Мисихиной.
Автор считает необходимым отметить, что логически завершенный вид работа преобрела благодаря конструктивной критике начальника геологического отдела АО "Коминефтегеофизика" Н.Д.Авдеева и ведущего инженера ТПО ВНИГРИ Б.Н.Горновича.
Диссертант считает своим долгом перечислить непосредственных исполнителей петрофизических исследований, лежащих в основе работы, сотрудников ТПО ВНИГРИ: А.А.Аберкон, Е.Э.Аккерман, В.С.Алексееву, СНДедова, Н.В.Сухих, В.В.Кейн, А.И.Кривцову, В.И.Раджабову, Ю.А.Сороченкова, В.П.Ут-венко и др.
Автор благодарен научному руководителю - доктору геолого-минералогических наук, профессору Грунису Е.Б. за постоянное внимание и советы на протяжении всей работы над диссертацией и выражает свою признательность за консультации в процессе работы доктору ф.-м.н., профессору Кобрунову А.И., докторам г.-м.н., профессорам Дьяконову А.И., Савелову Р.П., Фоменко В.Г., кандида-
там г.- м.н. Зьжову В.А., Жемчуговой В.А., Рабицу Э.Г., выражает благодарность за помощь в оформлении работы СавчиковойЛ.Г., Скотникову И.В., Маликовой А.Ю., Речевой Р.И., Луневой Т.Л. Круглих МП. и Варфоломееву И.Н.
Становление автора как исследователя, формирование его мировозрения происходило под влиянием двух личностей, которым автор бесконечно признателен. Ю.А.Панкратова и Л.И.Орлова.