Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по земле  

На правах рукописи

ИТФУЛЛИНА ТАТЬЯНА ПАВЛОВНА

ОЦЕНКА И ТИПИЗАЦИЯ ПРОДУКТИВНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ БАШКИРСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ЮГА ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ ПО ДАННЫМ ГИС И ИССЛЕДОВАНИЯМ КЕРНА

Специальность  25.00.10 - Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат

диссертации на соискание  ученой степени

кандидата геолого - минералогических наук

Екатеринбург - 2012

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Уральский государственный горный университет и ООО ВолгоУраНИПИГаз

Научный руководитель-	доктор геолого-минералогических наук профессор Сковородников Игорь Григорьевич
Официальные оппоненты:	доктор геолого-минералогических наук профессор Иголкина Галина Валентиновна
	кандидат геолого-минералогических наук профессор Крылатков Сергей Михайлович
Ведущая организация-	ФГБОУ ВПО Оренбургский государственный университет

Защита диссертации состоится л27 декабря 2012 г. в 14 час. 30 мин на заседании диссертационного совета Д 212.280.01. при ФГБОУ ВПО Уральский государственный горный университет по адресу: 620144 г.аЕкатеринбург, ГСП, ул. Куйбышева, 30 (III корпус, ауд. 3326).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Уральский государственный горный университет.

Автореферат разослан  л26 ноября 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, д.г.-м.н., проф.  А. Б. Макаров 

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. На сегодняшний день нефть, газ, конденсат остаются основными источниками энергии и важнейшим химическим сырьем. К 2030 году добыча газа в России должна вырасти с сегодняшних 650 млрд. до 1 трлн. куб. м по прогнозу премьер-министра, озвученному в октябре 2010 года на совещании, посвященном обсуждению схемы развития газовой отрасли до 2030 года. В связи с этим остро стоит вопрос о дальнейших путях пополнения промышленных запасов нефти, газа и конденсата. Одним из них является поиск углеводородов в отложениях, залегающих на больших глубинах - свыше 4 км. Проблема поисков скопления нефти и газа на больших глубинах связана с решением ряда задач, среди которых одной из основных является эффективное прогнозирование коллекторских свойств пород. Известно, что даже при самых благоприятных геологических условиях, но при отсутствии пород-коллекторов и пород-экранов промышленные скопления углеводородов сформироваться не могут. Известно, что в процессе погружения на большие глубины осадочные породы претерпевают существенные преобразования. Всестороннее познание пород-коллекторов на больших глубинах имеет большое теоретическое и практическое значение. На юге Оренбургской области такими породами являются - отложения башкирского яруса Соль-Илецкого свода и сопряженных с ним участков Предуральского прогиба (антиклинальные и приразломные структуры), а также крупные карбонатные массивы внутренней прибортовой зоны Прикаспийской синеклизы. Рассматриваемые территории имеют весьма сложное горногеологическое строение, обусловленное развитой солянокупольной и разломной тектоникой. В пределах региона установлена продуктивность отложений башкирского яруса среднего карбона. Значительный вклад в изучение данного района внесли работы Багмановой С.В., Боярчук А.Ф., Вареничевой Н.И, Вотинцевой Н.С., Галимова А.Г., Горожанина В.М., Ивановой Н.А., Кана Е.К., Кан В.Е., Кутеева Ю.М., Леонова Г.В., Маврина К.А., Макаровой С.П., Нечай А.М., Пантелеева Г.Ф., Петерсилье В. И., Политыкиной М.А., Рабиц Э.Г., Савинкова А.В., Силагиной Т.В., Скибицкой Н.А., Тюрина А.М., Ханина А.А., Шпильман И.А. и других исследователей.

Данная диссертационная работа посвящена вопросам изучения коллекторских свойств и литологии подсолевых карбонатных пород башкирского возраста на месторождениях, расположенных в зоне сочленения Соль-Илецкого свода, Предуральского прогиба и Прикаспийской синеклизы; усовершенствованию методической и петрофизической основы интерпретации данных каротажа с целью оценки основных подсчетных параметров продуктивных пластов (эффективная мощность, коэффициенты пористости, проницаемости, водонасыщенности, нефтегазонасыщенности и т.д.). Основные запасы содержатся в карбонатных коллекторах с изменчивой литологией и сложной структурой ёмкостного пространства. Важная роль при выделении коллекторов отводится геофизическим методам исследования скважин в силу их комплексности, информативности, детальности и высокой достоверности результатов. Практика показала, что задача выделения коллекторов в карбонатных разрезах по данным ГИС и количественная оценка параметров часто производится неоднозначно. Необходимость её решения для карбонатных разрезов изучаемой зоны определяет актуальность выполненных исследований.

Цель работы.  Усовершенствование методической и петрофизической основы интерпретации данных каротажа при выделении и оценке коллекторов в башкирских отложениях района исследований. Опробование методики количественной оценки по данным ГИС основных подсчетных параметров залежей, учитывающей особенности изучаемых коллекторов. Повышение достоверности выделения карбонатных коллекторов со сложной структурой ёмкостного пространства по данным геофизических исследований скважин на основании комплексного учета геофизических, петрофизических и геолого-промысловых материалов.

Основные задачи исследований. Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Провести анализ геологического строения группы исследуемых месторождений, приуроченных к башкирским отложениям юга Оренбургской области.
2. Изучить структуру порового пространства коллекторов башкирских отложений и выявить связь их ФЕС с особенностями геологического строения.
3. Определить методы ГИС, позволяющие получить характеристики ФЕС, наиболее близкие к результатам исследований керна, с целью получения основных подсчетных параметров.
4. Сопоставить результаты определения ФЕС по керну и по геофизическим данным и установить корреляционные зависимости между ними.
5. Построить петрофизическую модель коллекторов башкирских отложений.

Основные методы исследований: систематизация, обобщение и анализ научно - технической, геологической, геофизической и другой  информации и накопленного опыта при разработке Оренбургского, Акобинского, Нагумановского, Бердянского  и других месторождений  со схожими геологическими условиями; анализ кернового материала и построение петрофизических зависимостей; усовершенствование и разработка количественных методов выделения коллекторов на основе предложенных петрофизических моделей и применяемого комплекса ГИС; интерпретация и переинтерпретация геофизического материала; использование новейшего программного обеспечение для обработки и интерпретации полученных результатов (Pangea, Schlumberger и др.).

Научная новизна работы:

1. Выявлены особенности распространения башкирских отложений (литологическая изменчивость, размывы), влияние постседиментационных процессов на фильтрационно-емкостные свойства пород-коллекторов и их отражение на результатах геофизических исследований скважин.
2. Проведена типизация пород-коллекторов башкирского возраста  по структуре порового пространства и ФЕС с использованием различных методик интерпретации комплекса ГИС.
3. Изучены корреляционные связи между петрофизическими параметрами (по керну) и каротажными характеристиками для башкирских отложений, которые позволяют находить основные подсчетные параметры.
4. Разработаны и обоснованы граничные значения геофизических и петрофизических параметров пород башкирского возраста, позволяющие эффективно решать задачу выделения коллекторов и оценивать их запасы.
5. Предложены усовершенствованные приемы интерпретации результатов ГИС для выделения коллекторов башкирских отложений, в виде дополнительных диагностических графиков.

Достоверность. Достоверность работы подтверждается комплексным подходом к решению задач диссертации, хорошей сходимостью результатов геофизических работ с керновыми данными. 

Практическая значимость и реализация результатов работы

Практическая ценность настоящей работы состоит в том, что разработанные методические приемы выделения коллекторов повысили геологическую эффективность результатов геофизических исследований разрезов скважин в целом, что позволяет более точно оценивать запасы углеводородов, строить геологические и гидродинамические модели.

Защищаемые положения:

1. Типизация карбонатных коллекторов башкирских отложений юга Оренбургской области отражает влияние на них постседиментационных процессов.

2. Усовершенствованная методика выделения продуктивных коллекторов по данным ГИС позволяет повысить эффективность определения основных подсчетных параметров.

3. Выполненный анализ корреляционных зависимостей Укерн-ГИСФ, Укерн-кернФ обосновывает граничное значение фильтрационно-емкостных свойств башкирских коллекторов и позволяет определить пористость и нефтегазонасыщенность по данным методов ГИС.

Апробация работы

Осуществлялась при подсчете запасов Акобинского, Нагумановского месторождений, утвержденных в ГКЗ в 2010-11 гг. и при построении цифровой геологической модели Оренбургского месторождения, выполнении комплексного отчета по геологическому изучению Вершиновского лицензионного участка.

Основные положения диссертационной работы докладывались: на X международной научно-практической конференции молодых ученых и студентов в рамках X Уральской горнопромышленной декады (Екатеринбург, 2012), на молодежной научно-технической конференции с международным участием Инновационные решения для нефтегазовой отрасли (Опыт и перспективы) (Оренбург, 2012), IX Всероссийской научно-технической конференции Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России (Москва, 2012), Региональном молодежном инновационном конвенте (Оренбург, 2011), VIII Международной научно-практической конференции Ашировские чтения (Туапсинский район, п. Агой, 2011), V молодежной научно-технической конференции с международным участием Основные проблемы поиска, освоения и обустройства нефтегазовых месторождений и пути их решения (Оренбург, 2011), научно-технической конференции, посвященной 100-летнему юбилею М.В. Мальцева (Башкортостан, г.Октябрьский, 2010), IV молодежной научно-технической конференции с международным участием Основные проблемы поиска, освоения и обустройства нефтегазовых месторождений и пути их решения (Оренбург, 2010), научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Молодые - наукам о Земле (Москва, 2008).

Публикации. По теме диссертации автором в период 2008-2012 гг. были опубликованы 11 печатных работ, в том числе 4 статьи в ведущих научных журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации.

Фактический материал и личный вклад автора

Диссертационная работа базируется на значительном фактическом материале. Автором были изучены свыше тысячи образцов пород, проведена интерпретация и переинтерпретация результатов ГИС более двух десятков скважин. Исследованы образцы керна с определением физических свойств, включающих скорость прохождения ультразвуковых волн, параметр пористости, параметр насыщения, плотность, пористость и проницаемость.

Диссертация является логическим завершением многолетних научно-исследовательских работ автора в ООО УВолгоУраНИПИгазФ и обучения в аспирантуре Уральского горного государственного университета. Автор являлась  исполнителем научно - исследовательских работ по обработке и интерпретации данных ГИС при подсчетах запасов Акобинского, Нагумановского месторождений и при создании цифровой модели Оренбургского месторождения, Вершиновского участка. Основой диссертации являются  материалы исследований, выполненных лично автором или при его непосредственном  участии в Волго-Уральском научно-исследовательском проектном институте нефти и газа при обработке и интерпретации данных ГИС, построении петрофизических зависимостей для работ по подсчету запасов и построения моделей с 2005 г. по 2012 г., а также фондовые и литературные источники. Автором составлены разделы в более чем десятке научно- исследовательских отчетов по тематике диссертации и выполнены аналогичные работы по другим месторождениям и площадям.

Разработки внедрены и используются в ООО "ВолгоУраНИПИгазФ на различных стадиях количественной интерпретации данных ГИС - от выбора объектов для испытания до определения подсчетных параметров при предоставлении запасов в ГКЗ. Часть разработок реализована на ЭВМ с помощью комплексов PetroExpert (Pangea), Geoofice (Schlumberger).

Благодарности. Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю доктору г.-м.н. наук, профессору И.Г Сковородникову за постановку задач и помощь на протяжении всего периода работы. А также всему профессорско-преподавательскому составу кафедры геофизики УГГУ и кафедры геологии ОГУ.

Автор благодарен ведущим специалистам  ООО ВолгоУраНИПИгаз  к.г.-м.н. М.А Политыкиной, к.г.-м.н. Силагиной Т.В., к.г.-м.н. Багмановой С.В., а также д.г.-м.н. Шнурману И.Г., к.г.-м.н. Еникееву Б. Н. за предоставленные материалы, критику и советы в процессе работы  над диссертацией.

Структура и  объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, списка литературы. Общий объем 138 страниц, в работе содержится 50 рисунков, 16 таблиц. Список литературы содержит 92 наименований.

Основное содержание работы

Во введении приводится общая характеристика работы, обоснованы актуальность работы, цель и основные задачи исследований, научная новизна и практическая значимость работы. В первой главе рассмотрено геологическое строение юга Оренбургской области, изучены особенности литолого-стратиграфического, структурно-тектонического строения, характеристика продуктивного разреза, особенности корреляции отложений некоторых месторождений: Оренбургского нефтегазоконденсатного, Акобинского газоконденсатного, Нагумановского нефтегазоконденсатного, Бердянского нефтегазоконденсатного и Вершиновского участка. Дана литологическая характеристика пород-коллекторов башкирского возраста (C2 b), изучено влияние постседиментационных преобразований на ФЕС пород и особенности их оценки по данным ГИС. Диссертантом построены вспомогательные диагностические графики, на которых положение точек, соответствующих исследуемым пластам, не зависит от пористости, а определяется в основном минеральным составом пород. Башкирские отложения в большой степени подвержены таким постседиментационным преобразованиям как выщелачивание, растворение, трещиноватость, перекристаллизация, кальцитизация и стилолитизация. Дана характеристика оптимального комплекса ГИС для изучения отложений башкирского возраста. Во второй главе рассмотрены особенности структуры порового пространства и  их связь с ФЕС коллекторов месторождений, расположенных в зоне сочленения Соль-Илецкого свода, Предуральского прогиба и Прикаспийской синеклизы. Проанализированы данные по керну: проходка, вынос, привязка к коллекторам, количество образцов. Изучены результаты всех видов лабораторных исследований керна. Определены средние значения таких параметров как Кп, Кпр, Ков коллекторов по башкирским залежам для изученных месторождений. Установлено сложное строение залежей пластов-коллекторов и их  изменчивость (количество пластов, толщина, характер порового пространства, ФЕС) как в разрезе, так и по площади. Выявлены особенности структуры порового пространства коллекторов башкирских отложений. Породы-коллекторы продуктивных залежей башкирского возраста отнесены к межзерновому (поровому) типу, осложненному трещиноватостью и кавернозностью. В третьей главе излагаются результаты анализа данных ГИС и предложения по усовершенствованию приемов интерпретации геофизических данных для всех исследуемых месторождений. Проведена поинтервальная обработка ГИС скважин  и оценка фильтационно-емкостных свойств пластов, что  позволило оценить распределение  параметров неоднородности геологического разреза, распределение содержания коллекторов, мощность продуктивных коллекторов, пористость, проницаемость, нефтегазонасыщенность и т.д. Для этого автором построены и проанализированы различные зависимости типа керн-ГИС, ГИС-ГИС. Определены положения флюидальных контактов по спаду показаний по кривой БК, уменьшению коэффициента нефтегазонасыщенности и увеличению проводимости пород по кривой ИК. В качестве косвенных количественных критериев характера насыщенности коллекторов автором определены критические значения электрического сопротивления, разделяющие области существования коллекторов. Обоснована методика количественной оценки подсчетных параметров месторождений по данным ГИС в соответствии с принятыми моделями залежей. В четвертой  главе проведено сопоставление результатов ГИС и исследований керна, рассмотрены отдельные модели петрофизических взаимосвязей. Определены граничные значения коэффициентов пористости и проницаемости, для чего построены кумулятивные кривые распределения пористости для пластов-коллекторов и неколлекторов, распределения открытой пористости для выборки образцов с разделением на коллектор и неколлектор, а также зависимости коэффициентов проницаемости от коэффициентов пористости. Для расчета коэффициента нефтегазонасыщенности построены зависимости Рп=f(Кп) и Рн=f(Кв), полученные результаты характерны для коллекторов со сложной геометрией пор и отличаются от выше лежащих пермских отложений.

Заключение содержит основные выводы по результатам исследований.

Обоснование защищаемых положений.

1. Типизация карбонатных коллекторов башкирских отложений юга Оренбургской области отражает влияние на них постседиментационных процессов.

Рассмотрены особенности строения некоторых месторождений, приуроченных к югу Оренбургской области, изучены их литолого-стратиграфические характеристики. Башкирские залежи связаны с продуктивным пластом А4. Произведено литолого-стратиграфическое расчленение разреза по скважинам № 173 Акобинской - 495-501 Вершиновских -35 Чиликсайской -1 Нагумановской -85  Бердянской -502 Восточной и выявлены особенности корреляции. Выделены особенности литологического состава пород башкирского возраста, установлено сложное строение пластов- коллекторов [2, 4]. Защищаемое положение рассмотрено в первой и второй главах диссертации.

Во всех рассмотренных разрезах башкирские отложения сходны по условиям осадконакопления и составу. В разрезах изученных скважин чередуются органогенные детритовые, оолитовые, комковатые, сгустковые, обломочные и смешанные - оолитово-органогенные и органогенно-оолитовые, комковато-органогенные, органогенно-комковатые известняки с попеременным преобладанием той или иной разности.

Породы, слагающие толщу башкирского возраста, сильно изменены постседиментационными преобразованиями. Наиболее широкое развитие из них получили процессы уплотнения, перекристаллизации, кальцитизации, окремнения, выщелачивания, трещиноватости и стилолитизации. Трещиноватость и выщелачивание способствуют возрастанию проницаемости и пористости карбонатных пород. Процессы окремнения и кальцитизации снижают пористость (и проницаемость) последних. Эпигенетическая перекристаллизация может оказывать на изменение этих параметров различное  влияние, соответственно улучшая или ухудшая коллекторские свойства пород.

Данные вторичные процессы находят свое отражение на кривых геофизических методов, так вторичная пористость влияет на показания методов ГИС, отражающих общую пористость пород (НГК, ГГК-П). Участки с максимальной трещиноватостью можно выделить по величине содержания нерастворимого остатка, а следовательно, и по данным промысловой геофизики (методами ГК, ПС, СГК). Характер распространения глинистого материала отражает интенсивность и характер распределения трещин. Связь между процессами доломитизации пород и формированием пористости сложная и неоднозначная. Методом СГК позволяет разделить глинистые отложения с преимущественно (K+Th) - активностью от трещиноватых карбонатов с высоким содержанием доломитов, обогащенных ураном. Также плотность по методу ГГК-П у доломитов выше (2,85 г/см3) чем у известняков (2,71 г/см3), по методу ИННК значения для доломитов составляет 960 мкс, для известняка 628 мкс. Также по данным ГИС сульфатизация достаточно уверенно выделяется и характеризуется следующими параметрами: значения по данным ГК, ГГК-П, ИННК, АК. Наличие кристаллизационной воды в гипсах приводит к завышению кажущейся пористости по НГК, поэтому, наличие в разрезах непроницаемых (МЗ, БМК, БК) и пористых по НГК (с низкими значениями пористости по АК) пород автором связывалось с загипсованностью. Для башкирских отложений характерно увеличение трещинно-кавернозной составляющей пористости, развиты процессы выщелачивания, перекристаллизации и трещинноватости, доломитизация и сульфатизация развиты незначительно.

Ёмкостное пространство имеет чрезвычайно сложное строение, обусловленное многоэтапностью развития вторичных процессов, основными из которых являются выщелачивание и вторичное минералообразование. В породах продуктивного разреза наряду с макропорами присутствуют субкапиллярные поры и нередко ультракапиллярные. Петрографические наблюдения показали, что многие крупные поры и масса мельчайших разрознены и изолированы. Преобладание капиллярных пор размером 2-5 мкм и тончайших соединительных каналов обуславливает сравнительно низкую проницаемость пористых разностей известняков продуктивной толщи изучаемых месторождений.

К настоящему времени существуют методы, позволяющие не только выделить коллекторы, но и разделить их на типы, количественно охарактеризовав критерии этого разделения. Это методы двух растворов, временных замеров кажущегося или эффективного сопротивления, разноглубинных фокусированных методов - микроэкранированного и экранированного, комплексирование гидродинамических и электрических методов (способ исследование - испытание - исследование), нормализация кривых по пористости, использование диаграмм продолжительности проходки, совместное использование диаграмм каверномера и микрокаверномера (метод Удвух каверномеровФ), АКШ и др.

Рис. 1. Геолого-геофизическая характеристика башкирских отложений. Пример определения типа пористости коллекторов башкирских отложений по данным ГИС (Литфуллина Т. П., 2012 г.)

Обработка материала ГИС для изученных месторождений проведена в системе PetroExpert (Pangea) на базе математического обеспечения, адаптированного к условиям башкирских отложений юга Оренбургской области. За основу определения типа коллекторов автором принят метод нормализации кривых по пористости (разница в величинах пористости, определенных по нейтронному гамма-методу и ультразвуковому, для них справедливо соотношение Кпнгк > Кпак, что характеризует трещинно-кавернозную емкость пород). Дана характеристика качественных признаков каждого типа коллектора, по которым можно судить о присутствии его в разрезе, на основе современного анализа геофизических, промысловых данных и керна. С помощью поинтервальной обработки ГИС скважин  и оценки фильтрационно-емкостных свойств пластов показано распределение вторичной и общей пористости по разрезу (рис. 1).

Таким образом, карбонатный разрез башкирского возраста на юге Оренбургской области диссертантом относится к поровому типу, осложненному трещиноватостью и кавернозностью. Вклад последних в общую емкость незначителен. Трещиноватость усиливает фильтрационные возможности коллекторов. Изучено влияние вторичных процессов на изменение фильтрационно-емкостных свойств  коллекторов, и как это отражается на данных геофизических исследований скважин.

2. Усовершенствованная методика выделения продуктивных коллекторов по данным ГИС позволяет повысить эффективность определения основных подсчетных параметров.

В основу выделения пластов-коллекторов положены следующие критерии:  прямые качественные геофизические признаки, являющиеся следствием проникновения фильтратов ПЖ в пласт, и количественные критерии, основанные на граничных значениях, связанные с ФЕС пород [1, 9].

Признаки, по которым выделяют коллектора, определяются характером разреза, типом коллектора, условиями бурения скважины. Точность решения этой задачи определяется величинами коэффициентов пористости и проницаемости коллекторов, их структурой, глинистостью и характером среды, заполняющей поровое пространство. Защищаемое положение рассмотрено в первой и третьей главах диссертации.

Сложное строение изученных месторождений, приуроченных к Соль-Илецкому своду и сопредельным территориям (наличие низкопористых и низкопроницаемых  типов коллекторов, осложненных трещиноватостью и кавернозностью, вторичные процессы и другие неблагоприятные геолого- технологические условия для каротажа (соленые растворы, увеличенный диаметр скважин, трудноучитываемое влияние газа, низкие электрические сопротивления башкирских продуктивных  пластов) усложнили выделение коллекторов.

Поскольку при бурении, как правило, используется минерализованная вода (c < 0.1 Омм), то ряд методов ГИС становятся неинформативными (ПС выполаживается  из-за близости минерализаций промывочной жидкости и пластовых вод, качество кривых микрометодов снижается из-за появления токопроводящей глинистой корки). Поэтому  методами, выделяющими коллектор по признакам проникновения фильтрата в породы, служили сужение диаметра скважины и расхождение сопротивлений на кривых БМК и БК. Почти для всех выделенных пластов-коллекторов характерно kБК/kБМК > 1,что является результатом понижающего проникновения при бурении на минерализованном буровом растворе [11]. Отсутствие глинистых или шламовых корок в связи с этим не может служить достаточным основанием для отнесения пород к неколлекторам, отношение электрических сопротивлений является более устойчивым признаком проникновения фильтрата ПЖ в пласт-коллектор. Наличие радиального градиента устанавливается сравнением показаний однотипных зондов с разным радиусом исследования и, прежде всего, БК-БМК. Как показал анализ имеющегося материала электрического каротажа, комплекс БК-БМК наиболее приемлем в скважинах, бурящихся на минерализованном глинистом растворе и в условиях резкой дифференциации электрических свойств пластов по вертикали. Основным условием эффективного сопоставления данных БМК и данных БК является регистрация кривых БМК в одинаковом масштабе с кривой БК (рис. 1).

Плотные и глинистые пласты, выявленные по данным БК и ГК, исключались из разряда возможных коллекторов. Нефтегазонасыщенные пласты характеризуются электрическими сопротивлениями по БК до 300-600 Омм. При этом показания ГК в нефтегазонасыщенных коллекторах, как правило, не превышают 2-3 мкР/ч. Указанные значения БК и ГК использованы в качестве граничных для исключения глинистых пропластков из рассмотрения при интерпретации.

Для выделения коллекторов, кроме показаний обычно используемых методов (НГК, ГК, БК, МБК, ГГК-П, МЗ, АК и ДС), применялся способ граничных значений пористости. Определения границ и мощностей пластов осуществлялась по принципу УполумаксимумаФ на кривых методов НГК, АК, БК и т.д. и на точках экстремума на данных КС, ГК.

В этих случаях для более однозначного выделения проницаемых разностей, использовались количественные критерии, отвечающие границе Уколлектор-неколлекторФ (рис. 2).

Рис. 2. Кривые распределения пористости по данным ГИС для башкирских отложений на северном куполе Акобинского месторождения (Литфуллина Т.П., 2012 г.)

Для обоснования граничного значения все пласты по прямым  и  качественным геофизическим признакам были распределены на коллекторы и неколлекторы, построены кривые распределения пористости. Таким образом, к коллекторам относились пласты с Кп > Кп гр [7].

Для комплексной интерпретации диссертантом построены вспомогательные диагностические графики, на которых положение точек, соответствующих исследуемым пластам, определяется в основном минеральным составом пород [3]. Кроме того, по смещению точек относительно литологического треугольника оценивается наличие глинистости, газонасыщенности или кавернозности (рис. 3-5). По существу M-N представляет тангенс угла наклона литологических линий на соответствующих графиках, где

M=(dtж-dt)/(-ж)*0.01

N= (Wж-W)/(-ж)*0.01.

Рис. 3. Определение минерального состава пород по М-N графику по скважинам, приуроченных к башкирским отложениям (Литфуллина Т.П., 2012 г.)

Для каждой литологической разности он является величиной постоянной. Если подставить в данные уравнения вместо  dt, W и значения dtск, Wск и ск мономинеральных пород, то точки на рис. 4 будут отображать литологию пород. Для реальных пород точки, соответствующие отдельным пластам, рассеиваются вокруг литологических линий (рис. 3-5) вследствие нелинейности изменений пористости от литологии пород в широком диапазоне изменения Кп и неучтенного влияния третьих факторов.

Рис. 4. Кросс-плот АК-НК для определения литотипа и пористости карбонатных пород башкирских отложений (Литфуллина Т.П., 2012 г.)

Рис. 5. Кросс-плот ГГК-НК для определения литотипа и пористости карбонатных пород башкирских отложений (Литфуллина Т.П., 2012 г.)

Точки, нанесенные на рис. 3-5 соответствуют средним значениям величин. Для пород, состоящих из смеси трех минералов, точки с найденными значениями M и N располагаются внутри треугольников, вершины которых соответствуют чистым минералам. Вторичная (каверновая) пористость, газонасыщенность и глинистость пород сдвигают точки, полученные по материалам измерений, от расчетных точек в направлениях, указанных стрелками.

Как следует из приведенных графиков, разрез башкирских отложений сложен преимущественно известняком, доломитом и их переходными разностями. Продуктивные отложения представлены практически исключительно известняками с небольшой примесью доломитов. При этом, отмечается наличие вторичной пористости, что согласуется с данными изучения керна.

При определении нефтегазонасыщенности коллекторов юга Оренбургской области основным методом оценки электрического сопротивления пластов является боковой каротаж с использованием традиционных петрофизических связей Рп - Кп, Рн - Кв (отношение Арчи), построенных по данным исследования керна. В качестве косвенных количественных критериев характера насыщенности коллекторов автором определены критические значения электрического сопротивления для пород-коллекторов с установленным насыщением, разделяющие области существования коллекторов (рис. 6). Как видно, с некоторой долей условности критическое значение сопротивления ρпкр составляет соответственно 25 Омм. При значительной изменчивости характера смачиваемости изучаемых пород по площади и разрезу критические значения используемых параметров также могут варьировать в широких пределах. В связи с этим, характер насыщенности коллекторов может быть уточнен путем графического сопоставления показаний БК и значений пористости по ГИС.

Рис. 6. Кривые распределения УЭС нефтегазонасыщенных и водоносных коллекторов башкирских отложений юга Оренбургской области (Литфуллина Т.П., 2012 г.)

Переход от нефтегазонасыщенной части коллектора к водонасыщенной устанавливается по спаду показаний по кривой БК, уменьшению коэффициента нефтегазонасыщенности и увеличению проводимости пород по кривой ИК. При совмещении нормализованных кривых БМК-БК в одинаковом логарифмическом масштабе сопротивлений продуктивные коллекторы идентифицируются по явно выраженному понижающему проникновению, которое сменяется на нейтральное (при бурении скважин на минерализованной ПЖ) в водонасыщенной части разреза. Использование прямых признаков характера насыщенности коллекторов по комплексу БК-БМК и косвенных количественных и качественных критериев обеспечивают в большинстве случаев достоверное определение в скважине положения водонефтяного контакта.

Таким образом, поинтервальная обработка ГИС скважин позволила определить такие подсчетные параметры, как эффективные толщины, коэффициент пористости, коэффициент нефтегазонасыщенности, коэффициент водонасыщенности, положение флюидальных контактов, установить фильтрационно-емкостную характеристику разреза для всех изученных скважин.

3. Выполненный анализ корреляционных зависимостей Укерн-ГИСФ, Укерн-кернФ обосновывает граничное значение фильтрационно-емкостных свойств башкирских коллекторов и позволяет определить пористость и нефтегазонасыщенность по данным методов ГИС.

На основе анализа, обработки и обобщения кернового материала по скважинам изученных месторождений установлены петрофизические связи, являющиеся основой интерпретации данных ГИС и определения подсчетных параметров залежей. Определены граничные значения коэффициентов пористости и проницаемости, для чего построены кумулятивные кривые распределения пористости для пластов коллекторов и неколлекторов (рис. 7),

Рис. 7. Распределение пористости по керну для газонасыщенных пластов коллекторов и неколлекторов для башкирских отложений (Литфуллина Т.П., 2012 г.)

распределения открытой пористости для выборки образцов с разделением на коллектор и неколлектор (рис. 8), а также зависимости коэффициентов проницаемости от коэффициентов пористости (рис. 9) как отдельно по месторождениям, так и для изучаемых башкирских отложений в целом. Защищаемое положение рассмотрено в третьей и четвертой главах диссертации.

Рис. 8. Распределение открытой пористости для выборки образцов с разделением на коллектор и неколлектор для газонасыщенных башкирских отложений юга Оренбургской области (Литфуллина Т.П., 2012 г.)

Рис. 9. Зависимость проницаемости от пористости для башкирских отложений юга Оренбургской области (Литфуллина Т.П., 2012 г.)

Пласты характеризуются высокими коэффициентами корреляции и относительно хорошей проницаемостью. Данная зависимость между пористостью и проницаемостью, по мнению автора, также характеризует межзерновый (поровый) тип коллекторов башкирской залежи, осложненный трещиноватостью и кавернозностью [8].

Для расчета коэффициента нефтегазонасыщенности построены зависимости Рп=a(Кп)-m и Рн=(Кв)-n. В результате башкирские отложения характеризуются показателями m= 1,6-1,64 и n= 1-1,6, характерными для коллекторов со сложной геометрией пор (примеры на рис. 10 а, б). Выявлено, что данные показатели существенно отличаются от показателей для вышележащих пермских отложений, полученные значения m и n ближе к 1,8-2. Такие значения  более характерны для карбонатных коллекторов с межзерновой пористостью. Соответственно, полученные данные говорят о различиях в строении порового пространства коллекторов среднекаменноугольного и нижнепермского возраста [1, 6].

а)  б)

Рис. 10. Зависимость а) параметра пористости (Рп) от коэффициента пористости (Кп) б) параметра насыщения (Рн)  от коэффициента остаточной водонасыщенности (Кв) для башкирских отложений юга Оренбургской области (Литфуллина Т.П., 2012 г.)

Определение пористости в изучаемых башкирских отложениях юга Оренбургской области осуществлялось по данным нейтронных (НГК, ННК), акустического (АК) и плотностного (ГГК) методов каротажа. По изученным скважинам, в которых исследования выполнены наиболее полным комплексом ГИС, данный коэффициент оценивался по результатам комплексной интерпретации.

Все методы основаны на резком различии физических свойств среды, заполняющей поровое пространство породы, и ее твердой составляющей. Это дает возможность использовать зависимости между тем или иным физическим

свойством породы и ее коэффициентом пористости для определения величины последнего. Характер зависимости интервального времени от пористости, применительно к продуктивным отложениям башкирского возраста на группе месторождений юга Оренбургской области, изучался путем построения и анализа зависимостей типа керн-керн, керн-ГИС, ГИС-ГИС. При наличии представительного керна предпочтительней является способ прямого сопоставления величин Δtp по АК и пористости по керну. С целью обоснования зависимости  Δtp= f(Кп) было проведено сопоставление величин интервального времени по диаграммам АК и пористости по керну. Результаты подобного сопоставления по исследуемым скважинам приведены на рисунке 11.

Рис. 11. Зависимость пористости от интервального времени для башкирских отложений юга Оренбургской области (Литфуллина Т.П., 2012 г.)

Как видно из рисунка, в целом наблюдается достаточно тесная связь между Δtp и Кп во всем диапазоне пористости. Несмотря на некоторые различия в характере распределения точек на графике для разных участков месторождений, зависимость Δtp=f(Кп) с достаточной для практики точностью аппроксимируется уравнением среднего времени с параметрами ΔtТВ=155 мкс/м. При сопоставлении полученных результатов с данными по керну, самые точные значения для карбонатных отложений юга  Оренбургской области дает акустический метод каротажа.

Оценка достоверности получаемых по данным плотностного каротажа значений общей пористости оценивалась путем сопоставления величины объемной плотности и пористости по керну (рис. 12). Как следует из сопоставления плотности и пористости по керну, влияние литологических особенностей изучаемых пород невелико, и связь δП=f(Кп) близка к зависимости для чистых известняков.

Рис. 12. Зависимость объемной плотности  по ГГК от пористости по керну для башкирских отложений юга Оренбургской области (Литфуллина Т.П., 2012 г.)

Также для анализа полученных значений пористости по разным методам (НГК, АК, ГГК-П) автором построены 3D-сопоставления (рис. 13), где по оси x

Рис. 13. 3D сопоставление пористости по данным акустического, нейтронного и плотностного гамма-каротажа (Литфуллина Т.П., 2012 г.)

отложены значения пористости, определенные по методу АК, по оси y - по методу НГК, по оси z - по методу ГГК-П. Полученное облако значений имеет достаточно четкую зависимость, что говорит о вполне корректных значениях коэффициентов пористости, полученных автором по различным методам каротажных кривых.

C целью установления степени достоверности определенных значений пористости проведен анализ сопоставлений коэффициентов пористости по данным керна и принятых коэффициентов пористости по ГИС (рис. 14).

Рис. 14. Зависимость коэффициентов пористости, определенных по керну и ГИС, для башкирских отложений юга Оренбургской области (Литфуллина Т.П., 2012 г.)

Таким образом, построена петрофизическая модель башкирских отложений юга Оренбургской области. На основе анализа, обработки и обобщения кернового материала по скважинам изученных месторождений построены петрофизические связи, являющиеся основой интерпретации данных ГИС и определения подсчетных параметров залежей. Полученная зависимость значений пористости и вещественного состава пород по керну и ГИС указывает на достоверность полученных результатов и выбора модели интерпретации данных.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты проведенных работ по обеспечению эффективного применения данных ГИС и петрофизических исследований для целей изучения коллекторских свойств башкирских отложений сводятся к следующему:

- изучены особенности строения, ФЕС и нефтегазонасыщенности продуктивных башкирских отложений юга Оренбургской области. Изучено влияние вторичных процессов на изменение фильтрационно-емкостных свойств  коллекторов, и как это отражается на данных геофизических исследований скважин. Изученные башкирские отложения в большей степени подвержены таким постседиментационным преобразованиям как выщелачивание, растворение, трещиноватость, перекристаллизация, кальцитизация и стилолитизация;

- выполнен анализ состояния имеющегося петрофизического обеспечения и эффективности существующих методик интерпретации данных ГИС при выделении и оценке коллекторов в рассматриваемых условиях;

- усовершенствованы методические и петрофизические основы интерпретации данных каротажа с целью оценки параметров продуктивных пластов в разрезе башкирских отложений месторождений, приуроченных к югу Оренбургской области. Определены граничные значения коэффициентов пористости и проницаемости, для чего построены кумулятивные кривые распределения пористости для пластов коллекторов и неколлекторов, распределения открытой пористости для выборки образцов с разделением на коллектор и неколлектор, а также зависимости коэффициентов проницаемости от коэффициентов пористости. Для расчета коэффициента нефтегазонасыщенности построены зависимости Рп=f(Кп) и Рн=f(Кв). В результате получены данные характерные для коллекторов со сложной геометрией пор. Установлены различия в строении порового пространства коллекторов среднекаменноугольного и нижнепермского возраста;

- разработана и опробована методика определения по данным ГИС подсчетных параметров (эффективных толщин, коэффициентов пористости, нефтегазонасыщенности и водонасыщенности, положение флюидальных контактов) для изученных отложений башкирского возраста;

- определены коэффициенты пористости по данным АК, НГК и ГГК-П; получены уравнения, позволяющие определить пористость башкирских отложений по их плотности (ГГК-П) и интервальному времени продольных волн (tp).

Хорошая сопоставимость результатов определения  емкостных свойств и вещественного состава пород по керну и ГИС указывает на адекватность выбранной интерпретационной модели реальным условиям и достоверность полученных результатов интерпретации.

Полученные результаты в целом подтверждают возможность достоверного определения по данным ГИС коллекторских свойств продуктивных отложений башкирского возраста юга Оренбургской области.

Результаты выполненных исследований использованы при обосновании подсчетных параметров и составлении соответствующих разделов отчета по подсчету запасов углеводородов, при построение геологических и гидродинамических моделей для башкирских отложений на месторождениях, приуроченных к югу Оренбургской области.

Наиболее значимые публикации по теме диссертации:

Статьи в журналах, входящих в Перечень ВАК

1. итфуллина Т.П., Силагина Т.В. Особенности коллекторских свойств продуктивных отложений башкирского яруса Оренбургской части Предуральского краевого прогиба // Нефтепромысловое дело (научно-технический журнал). № 12. 2010. С. 25-28.
2. итфуллина Т.П. Новые данные о строении филипповской залежи в северной части Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения // Вестник Оренбургского госудаственного университета (научно-технический журнал). № 16 (135)/ декабрь 2011. С. 73-75.
3. итфуллина Т.П. Особенности интерпретации данных ГИС для башкирских отложений месторождений юга Оренбургской области // Территория НЕФТЕГАЗ (научно-технический журнал). № 8. 2012.  С. 16-19.
4. итфуллина Т.П. Особенности корреляции подсолевых отложений юга Оренбургской области // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе (научно-технический журнал). 8.2012. С. 21-23.

Материалы международных конференций и совещаний

5. итфуллина Т.П., Силагина Т.В. Определение пористости по кривой ПС при ограниченном комплексе ГИС // Материалы научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Молодые - наукам о Земле, Москва: РГГРУ, 2008. С. 276.
6. итфуллина Т. П. Характеристика пород-коллекторов продуктивных отложений башкирского яруса Оренбургской части Предуральского краевого прогиба // Материалы IV молодежной научно-технической конференции Основные проблемы поиска, освоения и обустройства нефтегазовых месторождений и пути их решения, Оренбург: ООО УВолгоУраНИПИгазФ, 2010. С. 36.
7. итфуллина Т.П., Силагина Т.В. Особенности коллекторских свойств продуктивных отложений Акобинского месторождения // Материалы научно-технической конференции, посвящ. 100-летнему юбилею М.В. Мальцева, Башкортостан, г.Октябрьский: Башнефть, 2010. С. 21-23.
8. итфуллина Т.П. Особенности строение подсолевых отложений месторождений, расположенных в зоне сочленения Соль-Илецкого свода, Предуральского прогиба и Прикаспийской синеклизы // Материалы VIII Международной научно-практической конференции Ашировские чтения, Туапсинский район, п. Агой: СГТУ, 2011. С. 25-27.
9. итфуллина Т.П. Петрофизические особенности коллекторских свойств продуктивных отложений юга Оренбургской области // Материалы IX Всероссийской научно-технической конференции Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России, Москва: РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2012. С. 57.
10. Литфуллина Т.П. Закономерности строения подсолевых отложений юга Оренбургской области // Материалы VI молодежной научно-технической конференции с международным участием Инновационные решения для нефтегазовой отрасли (Опыт и перспективы), Оренбург: ООО УВолгоУраНИПИгазФ, 2012. С. 12.
11. итфуллина Т.П. Особенности выделения по данным ГИС пород-коллекторов башкирских отложений месторождений юга Оренбургской области  // Сборник докладов международной научно-практической конференции УУральская горная школа - регионамФ, Екатеринбург: УГГУ, 2012. С 171-172 .

Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по земле