Введение к работе
.-3- Актуальность тены
Территория Прикаспийской мегасинеклиэы занимает огромную площадь - около 500 тыс. кв. км, значительная часть которой расположена в Российской Федерации. За последние 10-15 лет на этой территории открыты крупные и уникальные месторождения нефти, газа и конденсата, приуроченные к карбонатным отложениям палеозоя.
Важнейшей особенностью выявленных залежей нефти и газа является низкие значения остаточной водонасыщенности по результатам исследования керна, отобранного при бурении скважин на безводной промывочной жидкости (ПЖ). Полученные оценки остаточной водонасыщенности оказались намного ниже, чем в карбонатных коллекторах других нефтегазоносных районов с аналогичными коллекторскими свойствами, например на месторождениях Волгоуральской провинции. Пермского Приуралья и др. В связи с этим вопрос достоверности таких определений неоднократно становился предметом обсуждений и дискуссий при обосновании коэффициента нефтегаэонасыщенности коллекторов месторождений Прикаспийской"впадины.
Среди причин, влияющих на насыщенность кернов, отобранных на безводных ПЖ, называют возможные потери части остаточной воды при подъеме керна на поверхность за счет перепада давления, приводящего к эффекту разгаэирования.
Существует технология, позволяющая предотвратить потери Ков путем герметизации керна на забое скважины с последующей транспортировкой в лабораторию. Однако, такая технология применяется "реэвычайно редко из-за высокой стоимости применяемого оборудования .
Неоднократно предпринимавшиеся попытки оценки потерь Ков при подъеме керна путем моделирования процесса в лабораторных условиях нельзя признать полностью удовлетворительными. Все выполненные эксперименты носят, в основном, качественный характер, а количественные оценки недостаточно надежны ввиду отсутствия методики, позволяющей оценивать такие "потери именно для тех значений остаточной водонасыщенности, которые были получены прямым методом в керне, отобранном на безводной ПЖ.
Несмотря на то, что прямой метод определения Ков считается
- 4 -наиболее достоверным, массовые определения остаточной водонасы-щенности базируются на косвенных методах. Из косвенных петрофизи-ческих методов определения Ков предпочтение отдается капилляри-метрическому методу, так как он позволяет получить не только значение остаточной водонасыщенности Ков, но и исследовать изменение водонасыщенности продуктивного пласта по высоте залежи.
При исследовании пород-коллекторов месторождений Прикаспийской впадины следует учитывать значительный этаж нефтегазоносности залежей и, как следствие, высокие капиллярные давления, реализуемые в этих условиях. Измерение остаточной водонасыщенности при высоких капиллярных давлениях поэтому предъявляет особые требования к конструкции камер капилляриметров и свойствам (давление прорыва) применяемых полупроницаемых мембран.
Практически малоизученным является вопрос динамики водонасыщенности при высоких капиллярных давлениях, т.е. возможность получения завершенных кривых, особенно в образцах с низкими коллек-торскими свойствами.
Для успешного определения Кв по данным ГИС необходимо адекватное петрофизическое обеспечение, позволяющее реализовать переход от измеренного геофизического параметра к геологическому (в данном случае коэффициенту водонасыщенности). Обычно эта задача решается с помощью двумерных петрофизических зависимостей типа "керн-керн". В абсолютной большинстве случаев используются данные электрического и электромагнитного каротажа, количественная интерпретация которых предусматривает применение зависимостей коэффициента увеличения сопротивления (параметра насыщения) от водонасыщенности PH=f(KB).
При построении этой зависимости,задачей лабораторного моделирования является создание в образце определенных соотношений воды и газа гри градиентах давлений, отвечающих, в том числе, условиям формирования изучаемой залежи нефти и газа. Характер зависимости в области низких Кв в карбонатных коллекторах изучен недостаточно. Полученная в области высоких Кв, она экстраполировалась в область низких значений водонасыщенности. При этом, при формальном подходе значения Кв по данным ГИС получались нереально низкими. а иногда и отрицательными (например, в скважинах месторождения Карачаганак) .
При построении зависимостей PH=ffKB) при низких Кв часто отмечается изменение характера связи, следствием чего является на-
личие на ней перегиба. Некоторыми исследователями водонасыщен-ность, отвечающая этой точке, интерпретируется как остаточная во-донасыщенность Ков. Представляется, что этот вопрос треоует дополнительного изучения из-за неоднозначности оценок при моделировании текущей водонасыщенности разными методами.
В связи с вышеизложенным проблема совершенствования методики оценки нефтегаэонасыщенности пород-коллекторон нефти и газа Прикаспийской впадины, залегающих на больших глубинах и характеризующихся большим этажом нефтегазоносности, является актуальной задачей, требующей решения.
Основным объектом исследований явились подсолевые карбонатные отложения палеояоя нефтегазовых месторождений Прикаспийской впадины {Астраханское, Карачаганакское, Тепловско-Токаревское, Алибекмола). Автором выполнено более 100 экспериментов по моделированию процесса подъема керна на поверхность, изучено около 50 образцов в капилляриметрах высокого давления, выполнены сотни экспериментов с целью исследования зависимости PH=f(Kb). Выполнены определения остаточной водонасыщенности прямым методом в базовых скважинах, пробуренных на безводных ГОК (более 1000 определений). По перечисленным месторождениям проанализированы значительный объем геолого-геофизических материалов (описание керна, данные литолого-петрографичесхих исследований, диаграммы ГИС, данные испытаний и опробований и т.п.).
Цель работы
Основной целью исследования является совершенствование пет-рофизических методов оценки нефтегаэонасыщенности месторождений Прикаспийской впадины, залегающих на больших глубинах и характеризующихся большим этажом нефтегазоносности.
Основные задачи исследований
-
Разработка методических приемов, направленных на повышение точности оценки потерь остаточной воды при подъеме керна на поверхность.
-
Исследование возможности прогнозирования потерь остаточной воды при подъеме керна в карбонатных коллекторах, залегающих на различных глубинах.
-
Экспериментальное исследование зависимости "капиллярное давление-водонасыщенность" при высоких капиллярных давлениях.
-
Изучение зависимости Рн = f{KB) в области низких значений водонасыщенности.
Научная новизна
-
Усовершенствована методика определения потерь остаточной воды при лабораторном моделировании .процесса подъема керна на поверхность за счет приведения моделируемых в опыте значений Кв к величине Кв по данным прямого метода.
-
Разработана методика и предложены эмпирические уравнения, позволяющие прогнозировать потери остаточной воды за счет разга-зирования в коллекторах нефти и газа месторождений Прикаспийской впадины.
-
Показана необходимость реализации высоких капиллярных давлений при использовании капилляриметрического метода для определения остаточной водонасыщенности в залежах с большим этажом нефтегазоносности.
-
Установлена природа перегибов зависимости Рн = f(KB) в области низких значений водонасыщенности, характерных для залежей нефти и газа Прикаспия.
Основные защищаемые положения
-
Методика лабораторных исследований, направленных на повышение точности оценки потерь остаточной воды при подъеме керна на поверхность путей выполнения серии опытов при различной начальной водонасыщенности образцов и специальной программы обработки результатов.
-
Результаты обобщения экспериментальных данных для прогнозирования потерь остаточной воды за счет разгазирования на объектах прикаспия с глубиной залегания 3-6 км.
-
Неправомочность использования в качестве значения остаточной водонасыщенности величины Кв, отвечающей точке перегиоа на зависимости коэффициента увеличения сопротивления от водонасыщенности Рн = f(KB). .
4.:Геологические результаты, полученные при внедрении разработанных методик и результатов экспериментов на объектах разведки
крупных и уникальных месторождений Прикаспия - Карачаганаксхое, Тепловско-Токаревское и Алибекмолинское.
Практическая значимость работы
Результаты выполненных исследований использованы при подсчете запасов Карачаганакского месторождения (запасы защищены в ГКЗ в 1988 г.)< Тепловско-Токаревского месторождения ( 1991 г.). месторождения Алибехмола ( 1994 г., в ЦКЭ Казахстана).
Апробация работы
Основные положения диссертации докладывались на следующих научных конференциях и совещаниях: 4-я Всесоюзная конференция "Коллекторы нефти и гг(за на больших глубинах" (Москва, 1987 г.), 6-е Всесоюзное совещание "Повышение достоверности определения параметров сложных коллекторов и флюидоупоров" (Львов, 1987 г.). Всесоюзное совещание "Ускорение научно-технического прогресса в лабораторных работах на нефть и газ" (Тюмень, 1991 г.).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 7 научных статей, результаты исследований изложены в 7 научно-технических отчетах.
Объем работы
Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, содержит 110 страниц текста, в том числе 25 таблиц, 37 рисунков. Библиография включает 51 наименование.
В процессе работы над диссертацией автор пользовался советами и консультациями научного руководителя доктора геолого-минералогических наук, профессора В.И.Петерсилье, кандидатов технических и геолого-минералогических наук Г.Х.Шермана, А.В.Слукина и С.Н.Финкельштейна, которым автор приносит искреннюю"благодарность. Автор также благодарит за помощь в выполнении экспериментальных исследований сотрудников отдела ГИС НВ НИИГГ и лаборатории исследования керна КГРЭ ПГО"Нижневолжскгеология".