Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор современного состояния изученности проблемы исследований неоднородных пород-коллекторов 8
Выводы 26
2. Создание петрофизической модели макронеоднородных отложений 27
2.1. Исследования макронеоднородных неокомских отложений Нижне-Шапшинекого месторождения 27
2.2. Исследования макронеоднородных отложений парфеновского горизонта Ковыктинского месторождения 45
Выводы 67
3. Исследования ми кро неоднородных пород коллекторов викуловскои свиты Ем-Еговского и Каменного месторождений 69
3.1. Краткая характеристика геологического строения 69
3.2. Промысловая характеристика объекта исследований 71
3.3. Текстурные особенности строения пород викуловскои свиты и оценка их влияния на петрофизические свойства 74
3.4. Результаты петрофизического изучения пород викуловскои свиты 90
3.5. Типизация пород викуловскои свиты 98
3.6. Использование полученной петрофизической модели при интерпретации данных ГИС 102
Выводы 112
Заключение 113
Список литературы 116
- Обзор современного состояния изученности проблемы исследований неоднородных пород-коллекторов
- Исследования макронеоднородных неокомских отложений Нижне-Шапшинекого месторождения
- Краткая характеристика геологического строения
Введение к работе
В последнее время в процессе поисковых и разведочных работ все чаще приходится сталкиваться со сложно построенными неоднородными коллекторами нефти и газа. Под термином неоднородность, в данном случае, понимается любая изменчивость породы (текстурно-структурная, минеральная), приводящая к изменению фильтрационно-емкостных и физических характеристик. Эта неоднородность существенно затрудняет построение геологической модели залежи и, как следствие, снижает достоверность технологической модели. Очевидно, что изучение неоднородности необходимо и на этапе подсчета геологических и извлекаемых запасов углеводородов.
Основную роль при изучении неоднородности играют геофизические методы в комплексе с достоверной литолого-петрофизической основой. Они, очевидно, несут наиболее полную и достоверную информацию об изучаемом разрезе. В то же время распределение фильтрационно-емкостных и литологических характеристик породы можно получить при изучении кернового материала.
Макронеоднородность отложений, связанная с крупными чередованиями элементов геологического разреза, уверенно устанавливается и оценивается по данным ГИС, а микронеоднородность фиксируется по результатам исследования керна. В то же время микронеоднородность горных пород существенно влияет на показания каротажных методов и должна учитываться при их интерпретации.
Таким образом, изучение неоднородности отложений, позволяющее повысить достоверность результатов количественной интерпретации данных ГИС и, как следствие, построения геологической модели залежи, является актуальной и важной задачей.
В качестве объектов исследований были выбраны песчано-алевритовые отложения Западной и Восточной Сибири. Изучение макронеоднородности было выполнено в разрезе неокомских отложений Нижне-Шапшинекого нефтяного месторождения и в отложениях парфеновского горизонта Ковыктинского газоконденсатного месторождения. Эти два объекта относятся к различным регионам, отложения существенно отличаются по возрасту и составу. Продуктивные толщи этих месторождений представлены пластами с ярко выраженной макронеоднородностью.
В качестве объекта, где наиболее четко проявляется микронеоднородность, были изучены породы-коллекторы викуловскои свиты двух месторождений Крас-ноленинского свода Западной Сибири - Каменного и Ем-Еговского.
На этих объектах автором были изучены вопросы изменения структуры, текстуры и минерального состава пород и их влияние на фильтрационно-емкостные и физические свойства.
Обзор современного состояния изученности проблемы исследований неоднородных пород-коллекторов
В геологии вообще, и в нефтяной геологии в частности, вопросом изучения неоднородности занимались многие исследователи. В связи с тем, что, понятие неоднородности весьма разномасштабно (от неоднородности минерального зерна породы до неоднородности строения планеты) ясно, что этим проблема затрагивает различные разделы геологической науки. Петрофизика достаточно молодое направление, где данный аспект рассмотрен на сегодняшний момент совершенно недостаточно. Л ведь именно петрофизика призвана систематизировать результаты изучения природы физических свойств горных пород, охарактеризовать и классифицировать типы пород и фаций по комплексу физических свойств. Петрофизика также исследует и классифицирует связи между физическими, физическими и лито логическими свойствами пород, критически описывает и классифицирует принципы и способы измерения физических свойств [62, 66].
Анализ современных представлений о неоднородности геологических объектов показывает, что правильная организация разведочных работ и подсчет запасов нефти и газа, нахождение оптимального варианта разработки и выработки наиболее эффективных мероприятий по ее регулированию, поиски путей повышения нефтеотдачи и продление срока безводной эксплуатации скважин - вот далеко не полный перечень проблем, успешное решение которых существенным образом зависит от уровня наших знаний о неоднородности объектов разведки и разработки, от нашего умения объективно и достаточно адекватно описывать эту неоднородность и учитывать ее при решении практических задач геологоразведочной и нефтегазодобывающей отраслей.
Одна из первых работ, в которой наиболее конкретно сформулировано определение неоднородности пластов датируется 1962 годом, автор - Е.И. Семин [107]. Он понимает под неоднородностью изменчивость литолого-физических свойств пород эксплутационного объекта и выделяет две группы по масштабу проявления:
1. микронеоднородность - тонкослоистость, которую можно «чувствовать» на диаграммах микрозондирования (изучается на образцах керна или в шлифах), она проявляется в различиях по гранулометрии, минеральном составе, неравномерности распределения пелитового материала, в структуре порового пространства и т.д. Автор отмечает, что эти изменения несомненно присутствуют, но они трудно исследуемы.
2. ма кро неодно род н ость - отражает соотношение в разрезе и пространственное распределение коллекторских и неколлекторских пластов внутри продуктивной толщи.
По характеру проявления понятие неоднородность М.А. Ждановым (1970) [45] было подразделено на три типа:
1. неоднородность, связанная с расслаиванием единого горизонта на ряд пластов или пропластков, широко развитых по площади.
2. неоднородность, связанная с частым замещением пористых пород глинами, плотными алевролитами, аргиллитами и т.д., с развитием выклинивающихся пропластков.
3. неоднородность, связанная с резким изменением коллекторских свойств горизонта по всей его мощности в связи с фациальной изменчивостью.
Кроме того, были выделены виды неоднородности по положению в отношении залежи нефти:
1. краевые
2. центральные
3. площадные (локальные участки неравномерно расположенные по всей залежи)
Сургучев М.Л. с соавторами [111] выделяет следующие неоднородности:
1. зональная неоднородность, как изменение свойства пластов от участка к участку;
2. слоистая неоднородность как послойное изменение проницаемости пород пласта, без расчленения его непроницаемыми породами;
3. слоистая неоднородность как расчленение пласта, как чередование проницаемых и непроницаемых пропластков.
Баишев Б.Т. (1963) [6] под неоднородностью пласта предложил подразумевать неоднородность пористости и проницаемости, а так же неоднородность мощности пласта.
В работе Дмитриев Е.Я., Мелик-Пашаев B.C. (1963) [38] выделяют вертикальную и горизонтальную неоднородности.
Вертикальная - это расчленение нефтегазоносного горизонта непроницаемыми прослоями. Горизонтальная - это резкое изменение литологических свойств пород по площади залежи.
Наиболее полное определение неоднородности приводится в работе Л.Ф. Дементьева и др. (1980) [35]. Проявление неоднородности - изменчивость значений различных геолого-физических свойств (в том числе расчлененности и песчанисто-сти). Под макронеоднородностью понимается изменчивость свойств пласта, обуславливающих морфологию, форму тела коллектора (толщина, литологическая связанность и другие). Макронеоднородность определяется по данным геофизики и промысловых исследований в скважине - которые в ряде случаев могут быть дополнены исследованиями по керну. Микронеоднородность определяется по керну и характеризуется изменчивостью коллекторских свойств, связанных с непостоянством внутренней микроструктуры пласта. Необходимо отметить, что сюда же относится и микро- тонкослоистость, хотя МБ. Рацел (1968) относит данную неоднородность к промежуточному типу и называет мезонеоднородностью.
Исследования макронеоднородных неокомских отложений Нижне-Шапшинекого месторождения
Нижне-Шапшинское нефтяное месторождение расположено в западной части Салымского нефтегазоносного района Среднеобской нефтегазоносной области, в пределах которого длительное время разрабатывается Салымское месторождение и вводится в разработку Западно-Салымское.
Промышленная нефтеносность месторождения связана с продуктивным пластом АСц1 ахской свиты неокома
На Государственном балансе по Нижне-шапш и некому месторождению числится единственная залежь нефти в продуктивном пласте АСц, залегающая на глубинах 2335-2400 м.
В результате детальной корреляции разрезов скважин, комплексной интерпретации материалов ГИС и испытаний скважин пласт АСц был разделен на две части: верхний - пласт АСц1 и нижний - пласт АСц2 . Пласты разделены хорошо выдержанным по всему месторождению глинистым прослоем толщиной от 1.1 до 3.8 м.
Общая толщина пласта АСц1 изменяется по скважинам в пределах месторождения от 12.5 до 17.2 м, составляя в среднем 15.0 м. Эффективные нефтенасыщен-ные толщины в скважинах, вскрывших пласт выше ВНК, изменяются от 0 (скв.140) до 5.6 м (скв. 139), составляя в среднем по скважинам в пределах залежей 3.7 м.
В пласте АСц1 выделяются в плане две самостоятельные залежи - основная (восточная) - пластовая сводовая, частично литологически ограниченная, и залежь в районе скв. 136 (западная) - пластовая литологически экранированная.
В пределах основной залежи пробурено пять скважин, а в пределах западной -одна скв. 136.
Промышленные безводные притоки нефти при раздельном испытании пласта АСц1 в эксплуатационной колонне получены во всех шести скважинах. Дебиты нефти изменяются от 1.8 м3/сут при среднем динамическом уровне 780 м в скв.138 до 39.2 м3/сут при фонтанировании на штуцере диаметром 6 мм в скв.139.
Исследования проводились на керне, полученном из скважины №151. Эта скважина пробурена на западном участке Нижне-Шапш и некого месторождения. По каротажным диаграммам достаточно четко в разрезе неокома выделяются верхний пласт АСц\ лежащий в интервале 2389-2395м и менее четко в интервале 2402-2408м выделяется пласт АС-112, между ними находится так называемый межпластовый интервал. Целью исследований являлось получение достоверной петрофизической основы для интерпретации данных ГИС и обоснования подсчетных параметров.
В целом по разрезу пористость изменяется в пределах от 1,5 до 20,4%, составляя в среднем 11,1; проницаемость относительно низкая и изменяется от 0,02 до 9,9мД, в среднем составляя 0,36мД; карбонатность - от 0 до 19,1%, в среднем -6,5%; остаточная водо насыщенность - от 23,4 до 98,4%.
Исследуемые терригенные породы представлены алевролитами от песчанистого до мелкозернистого и тонким переслаиванием темно-серого аргиллита и светлосерого алевролита. Алевролит серого, светло-серого цвета часто с различными типами слоистости (горизонтальная, волнистая, тонкая штриховая косая), кроме того присутствуют текстуры взмучивания, подводного оползания и следы жизнедеятельности илоедов. Алевролит в основном слабо карбонатный, но встречаются и извест-ковистые разности. Углистый детрит представлен в породе как в мелко рассеянном виде, так и в виде тонких углисто-глинистых слойков. Кроме того, в породе отмечена пиритизация и сульфидная корочка по углистому детриту.
В результате проведенных комплексных литологических, петрофизических и геофизических исследований были выделены три литофизических типа пород. Их основные параметры приведены в таблице 1.
Литологические исследования (макроанализ, изучение породы в шлифах, гранулометрический анализ, оценка карбонатности, ренгено-структурный анализ) показали, что минеральный состав обломочной части у всех типов одинаков (полевошпат-кварцевый), минеральный состав глин тоже один (гидрослюдисто-каолинитовый).
Краткая характеристика геологического строения
Викуловская свита (Кпарг - K-ial-i) развита в западной части Западно-Сибирской плиты западнее меридиана Салыма. Отложения ее согласно залегают на породах кошайской или алымской свит и перекрываются осадками нижнехан-тымансийской свиты. Викуловская свита расчленяется на две подсвиты: нижнюю -глинисто-алевритовую и верхнюю - алевролитовую.
Нижняя подсвита (Кіарг) сложена алевролитами и глинистыми алевролитами с прослоями глинистых известняков. Вверх по разрезу количество глинистого материала и содержание глинистых прослоев постепенно убывают. В глинах много линз и прослоев алевритового материала, а также обильный углистый детрит. Часто отмечается тонкая горизонтальная слоистость типа ленточной, обусловленная чередованием миллиметровых слойков глинистого и алевритового материала. Мощность подсвиты 100 - 120 м.
Верхняя подсвита (КіаІ-і) представлена алевролитами с редкими прослойками известняков и алевритовых глинистых пород. На поверхности наслоения встречается обильный растительный детрит. Мощность подсвиты 90 - 120 м. В отложениях свиты определен обедненный комплекс фораминифер и спорово-пыльцевые спектры апт-альба. На основании этих данных и положения в разрезе возраст нижней подсвиты верхнеаптский, а верхней - нижнеальбский.
Викуловская свита наряду с яковлевской, верхнетанапчинской, северосось-в и некой, средней частью разреза синарской, низами по курской, леньковской и симоновской свитами входит в состав викуловского горизонта (K-iap2 - K-iah). В целом горизонт представлен сероцветными песчано-гл инисты ми породами с преобладанием песчаников. В южных и частично западных разрезах развиты красно-цветные отложения. Преобладают континентальные осадки. Мощность горизонта до 400 м.
В период накопления отложений викуловского горизонта {верхний апт -нижний альб) происходит резкое обмеление морского водоема. Одновременно усилилась тектоническая активность в областях сноса, что обусловило накопление на большей части территории Западно-Сибирской равнины гру бообл ом очных, преимущественно песчаных отложений. В пределах суши выделяются следующие палеогеографические области. На северо-западе, в области распространения северососьивинской свиты, располагалась низменная аккумулятивная равнина, покрытая хвойными лесами (Picea, Cedrus, Taxodiacea), чередующимися с зарослями глейхениевых и схизейных па-поротников.
Южнее, вдоль Урала до северных склонов Казахстана, вдоль берега моря протягивалась узкая полоса низменной денудационной равнины, в пределах которой были широко развиты гинкговые и подозамиты, а среди папоротников - поли-подиевые и осмундовые.
В пределах северо-восточных склонов Казахстана, Кул у нд и некой и частично Барабинской степей накапливались пестроцветные отложения линьковской свиты в условиях низменной аккумулятивной равнины. Характерной особенностью палеофитоценоза этой зоны было рпеобладание папоротниковых зарослей (до 90%), среди которых наиболее распространенными являлись глейхениевые, ко-ниоптерисы, схизейные и др. Голосемянные растения состояли из представителей Pinacea, Ginkgo, Cycadaceae, Podosamites.
Большая часть восточной половины викуловского седиментационного бассейна была занята низменной, местами всхолмленной аккумулятивной равниной шириной до 500 км, вытянутой с юга на север от Омска через Нижневартовский район до Новой Земли. На севере эта равнина занимала почти все Заполярье и только вблизи полуострова Ямал она сменялась прибрежной равниной. Эта обширная территория была покрыта хвойно-папортниковыми лесами. Количество хвойных увеличивалось в северном направлении. В целом растительность этой зоны мало отличалась от растительности коша некого времени.
В Салымском и Сургутском районах и далее на север узкой полосой вдоль восточного побережья моря протягивалась зона прибрежной равнины, периодически заливавшейся морем. В аптское время здесь больше преобладала мелководная морская обстановка, в условиях которой накапливались преимущественно глинистые отложения чернореченской пачки покурской свиты. В раннеальбекое время на этой территории возникла континентальная обстановка. Палеофитоценозы прибрежной равнины мало отличались от растительных ассоциаций описанной выше зоны низменной аккмулятивной равнины.
Морской водоем викуловского времени занимал территорию запада Ханты-Мансийской и Надымской мегавпадин, Березово-Шаимскую зону и протягивался на юг до районов Тюмени и Петропавловска. В пределах этого замкнутого водоема, отшнурованного от арктического бассейна, накапливались алевритовые отложения с редкими прослоями глин. Вдоль южных и западных берегов количество глинистого материала увеличилось, на основании чего можно предполагать смещение более глубоких зон моря к этим береговым районам.
Викуловское море было очень мелким с обедненным составом палеобио-ценозов фораминифер. Последние представлены редкими агглютинирующими формами литуолид и атаксофрагмиид. В верхних частях разреза встречены одиночные планктонные фораминиферы семейства Globigerinidae.
Климат викуловского времени был теплым до субтропического, влажным на севере и в центральных районах и более аридным в южных и юго-западных.
