ВЫДЕЛЕНИЕ, ОЦЕНКА ХАРАКТЕРА НАСЫЩЕННОСТИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ ТОЛЩИНЫ СЛОЖНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОНЕФТЯНОГО И ГАЗОЖИДКОСТНЫХ КОНТАКТОВ

Понятие «сложный коллектор» объединяет различные классы коллекторов, которые по характеристике не укладываются в понятие «межзерновой коллектор». В понятие «сложный коллектор» принято включать: терригенные межзерновые коллекторы с высокой глинистостью, карбонатные коллекторы трещинные, трещинно-кавернозные, трещинно-кавернозно-поровые, вулканогенные и вулканогенно-обломочные коллекторы.

В настоящем разделе рассматриваются только те коллекторы, которые невозможно выделить в разрезе способами, рекомендуемыми выше для выделения межзерновых коллекторов, на основе материалов стандартного комплекса ГИС.

Трещинный коллектор

Коллектор представлен системой блоков плотной непроницаемой породы (матрица) с k_прбл = 0, k_п.эф.бл = 0 и с конечным значением пористости блоков k_пбл>0, рассеченных системой трещин различной раскрытости, протяженности и пространственной ориентации. Значение k_пт<k_п.бл и k_пт<0,5— 1%.

Предварительные признаки наличия в разрезе трещинного коллектора следующие:

при отсутствии в исследуемом интервале пород, которые имеют характеристику межзернового коллектора по признакам первой (качественные) и второй (количественные) групп, в процессе бурения наблюдаются интенсивные поглощения ПЖ, иногда до полной потери циркуляции;

резкое увеличение продолжительности проходки отдельных участков разреза;

при испытании в открытом, а затем и в обсаженном стволе получают значительный приток пластового флюида (нефти, газа, пластовой воды) или фильтрата ПЖ, поглощенного при бурении

Для выделения в разрезе интервалов развития трещин и присутствия трещинного коллектора опираются на материалы специальных исследований ГИС в открытом стволе, данные службы геолого-технологического контроля, учитывая при этом материалы стандартного комплекса ГИС. Сведения о поведении скважины в процессе бурения и результаты испытания в открытом стволе и в колонне.

Признаки трещинного коллектора при выделении его по данным специсследований и стандартного комплекса ГИС следующие.

1. Значение d_c на кавернограмме равно или несколько выше номинального d_н, причем превышение d_c над d_н незначительно, непостоянно по разрезу и закономерно возрастает во времени по данным повторных замеров каверномером или профилемером при отсутствии или низком содержании глинистого материала по данным ГИС.

2 Значение r_п, определенное по данным метода сопротивлении, близко к расчетному, r_п.расч = r_в/k_п^m при вскрытии разреза бурением на пресном глинистом растворе (r_ф>5—10r_в). При замене раствора на минерализованный с расширением ствола скважины при повторном замере методом сопротивлений фиксируется четкое снижение rr_п в участках развития трещиноватости или по всему разрезу, если трещиноватость охватывает весь разрез. При вскрытии разреза бурением на минерализованном растворе с минерализацией, близкой к минерализации пластовых вод (r_ф=r_в), все трещиноватые участки разреза фиксируются значениями r_п<<r_в/ k_п^m или минимумами rr_п на фоне высоких значений r_п в интервалах, где трещиноватость отсутствует.

3 Отсутствует радиальный градиент сопротивления по диаграммам разноглубинных микрозондов (МПЗ, МГЗ), экранированных зондов (БМ, МБМ).

4. По диаграммам методов определения пористости (НМ, ГГМ, AM) трещинные породы характеризуются низкими значениями коэффициента общей пористости (5—10%).

 

Рис 16 24 Пример выделения трещинного коллектора (заштрихован) по комплексу ГИС

 

Рис 16 25 Характеристика трещинного коллектора (заштрихован) по данным широкополосного AM (по И П Дзебано)

 

5 На диаграмме стандартного AM (аппаратура СПАК.) кривая коэффициента поглощения энергии продольных волн отмечает увеличение α_р в интервалах трещиноватости при хаотическом расположении трещин и других видах ориентации трещин при условии, что часть трещин пересекает путь преломленной продольной волны, кинематические Dt_р и динамические α_р параметры которой регистрируются при исследованиях аппаратурой СПАК. При указанной ориентировке трещин возможно также небольшое снижение Dt_р по сравнению с значением, вытекающим из уравнения среднего времени для данною k_п породы (Рис 16.24).

6 На диаграмме широкополосного AM трещиноватые зоны фиксируются участками разного ослабления четкости изображения на фазокорреляционной диаграмме, ростом коэффициентов поглощения энергии продольных и поперечных воли α_р и α_s и увеличением декремента затихания волны Лэмба l_L (Рис 16.25) . Здесь так же, как и в случае стандартного AM, отмечаемые эффекты тем значительнее, чем больше доля трещин, секущих путь упругой волны, чем больше их раскрытость и густота

7 На диаграммах сигналов свободной прецессии ЯМР трещинный коллектор, как правило, не отмечается сигналом ИСФ выше порогового (1%), поскольку значения коэффициента трещиноватости k_пт обычно не превышают 0,5—1%.

8. На диаграммах методов глинистости СП и ГМ зоны трещиноватости обычно не отмечаются характерными показаниями.

Чаще всего на диаграммах СП и ГМ зонам развития трещин соответствуют низкие показания СП и ГМ, свидетельствующие о небольшом содержании или полном отсутствии глинистого материала (нерастворимого остатка). При повторных измерениях СП в интервалах трещиноватости нередко фиксируют закономерное изменение показаний СП во времени при постоянстве этих показаний в плотных участках разреза, не содержащих трещин. Отрицательные аномалии СП (при r_ф>r_в) в зонах трещиноватости иногда достигают огромных значений Е_s, которые существенно превышают расчетное значение E_s, вычисленное для данных условий, исходя из диффузионной природы СП, что позволяет предположить появление существенной и нестабильной во времени фильтрационной компоненты СП (Рис 16.26.)

 

Рис 16 26 Выделение трещинного коллектора по гигантской аномалии СП фильтрационного происхождения (по В. М. Ильинскому, Ю. Л. Лимбергеру)

1,2 — первый и второй замеры СП

 

9. На диаграммах повторных замеров, выполненных по схеме исследование (каротаж)—воздействие — исследование (каротаж), трещиноватые участки разреза обычно отмечаются изменением показаний при повторном замере при постоянстве показаний в участках разрезов, не содержащих трещин. На практике для выделения трещиноватых зон этим способом чаще всего, кроме рассмотренного уже способа двух растворов, применяют следующие варианты:

исследование — давление — исследование, исследование — испытание — исследование с применением в обоих случаях повторных замеров БМ или ИМ (см. рис. 16.2);

измерение ГМ —смена раствора на активированный (радон) —измерение ГМ, замену раствора производят при расширении ствола скважины в интервале повторного исследования и небольшом увеличении репрессии на породы.

10. Зоны трещиноватости выделяют по материалам комплексной интерпретации результатов исследования наклономером и скважинным акустическим телевизором.

11. Зоны трещиноватости отмечаются интенсивным поглощением ПЖ на диаграмме фильтрационного метода и снижением продолжительности проходки на диаграмме детального механического каротажа, которые получают при работе станции геолого-технологического контроля в процессе бурения скважины.

Заметим, что все рассмотренные признаки трещинного коллектора характерны для зон трещиноватости в карбонатном разрезе. Однако трещинные коллекторы обнаружены в отложениях другой литологии: плотных метаморфизованных песчаниках и алевролитах, плотных аргиллитах с повышенным содержанием силикатного и карбонатного материала, в некоторых разновидностях гидрохимических отложений (ангидриты), в вулканогенных и вулканогенно-осадочных породах.

Для трещинного коллектора независимо от его литологии характерны следующие признаки:

d_с>d_н при возможном росте d_с во времени;

резкое снижение r_п.т трещинного коллектора по данным повторного замера фокусированными и другими зондами после замены пресной ПЖ на соленую или заметное уменьшение r_п.тпо сравнению с расчетным значением r_пв скважине, пробуренной на соленом растворе с r_ф=r_в;

Повышенное значение α_L на диаграмме широкополосного АМ;

значительная и изменяющаяся во времени фильтрационная компонента Е_s.ф СП;

присутствие трещин, устанавливаемое по комплексу наклономер—CAT;

интенсивное поглощение ПЖ и пониженная продолжительность проходки по данным службы геолого-технологического контроля.

Независимо от литологии отложений выделение трещинного коллектора по данным ГИС существенно осложняется, если коллектор содержит только вертикальные и субвертикальные трещины. В этом случае источниками информации о наличии таких трещин при благоприятных условиях могут служить данные наклонометрии, CAT, службы геолого-технологического контроля. Материалы широкополосного AM используют для прогнозирования степени раскрытости вертикальных и субвертикальных трещин путем расчета давления бокового распора с использованием значений Dt_р и Dt_s и сравнения его с пластовым давлением (см. гл. 11). Присутствие фильтрационных э. д. с. может быть поисковым признаком трещинного коллектора и в этом случае.

Индикатором трещинных участков разреза с трещинами любой ориентации могут быть также аномалии температуры, фиксируемые па термограмме, регистрируемой в необсаженном стволе сразу после вскрытия разреза бурением при неустановившемся тепловом режиме (см. гл. 12).

Оценка характера насыщенности трещинного коллектора по данным ГИС практически не проводится. Возможными способами оценки характера насыщенности трещинного коллектора и определения ВНК (ГВК) в массивной залежи нефти (газа), представленной трещинным коллектором, могут быть:

исследования сверхбольшими симметричными четырех-электродными зондами или сверхбольшими потенциал-зондами для фиксации среднего уровня значений r_н, в продуктивной части залежи и ниже ВНК (ГВК);

исследования по схеме «исследование — испытание — исследование» при регистрации диаграмм сопротивлений зондов с большой глубинностью.

В настоящее время основное средство установления продуктивности трещинного коллектора и определения ВПК, ГВК, ГНК в массивной залежи — результаты испытания ИПТ в открытом стволе и перфорации в колонне.

Эффективную толщину трещинного коллектора определяют только в целом для всей массивной залежи как интервал нефтеносности или газоносности от кровли залежи до ВНК или ГВК. При подсчете запасов массивной залежи с трещинным коллектором для каждой скважины, расположенной внутри контура нефтеносности (газоносности), рассчитывают линейный эффективный объем по формуле

предполагая, что трещиноватость охватывает весь объем залежи и, следовательно, вся толщина от кровли залежи до контакта эффективная.

Трещинно-кавернозный коллектор

Отличие трещинно-кавернозного коллектора от трещинного заключается в том, что вдоль отдельных трещин, реже — вне системы трещин присутствуют полости, как близкие по форме к сфере, так и отличающиеся от нее. Эти полости условно называют кавернами и характеризуют их объемное содержание в породе коэффициентом кавернозности k_п.к, который иногда называют каверновой пористостью.

В трещинно-кавернозном коллекторе отношение k_пк/k_птсоставляет обычно 5—10, достигая большей величины в закарстованных известняках, где и доля карстовых полостей в объеме породы и размеры этих полостей могут быть весьма значительными. Проницаемость и продуктивность трещинно-кавернозного коллектора так же, как и трещинного, определяются раскрытостью и густотой трещин, емкость — коэффициентом кавернозности k_пк

Наиболее типичен трещинно-кавернозный коллектор для карбонатных, отложений, прежде всего для известняков и доломитизированных известняков, в которых наиболее интенсивно протекают процессы выщелачивания минерального скелета, приводящие к образованию каверн и более сложных пустот выщелачивания. Встречается этот тип коллектора также в некоторых гидрохимических (гипс) и карбонатно-гидрохимических отложениях. В вулканогенных отложениях возможно присутствие подобия трещинно-кавернозного коллектора в эффузивных или политизированных породах. Маловероятно присутствие рассматриваемого типа коллектора в терригенных песчано-глинистых отложениях и аргиллитах.

Для трещинно-кавернозного коллектора в карбонатном и карбонатно-гидрохимическом разрезе характерны многие признаки трещинного коллектора, по при этом признаки эти иногда выглядят четче или несколько видоизменены, а кроме того, имеются характерные признаки трещинно-кавернозного коллектора, отсутствующие в трещинном коллекторе.

Признаки трещинно-кавернозного коллектора, характерные и для трещинного коллектора, следующие:

d_c=d_в и d_с имеет тенденцию роста во времени, профиль скважины резко изменчивый, в отдельных интервалах возможно резкое увеличение d_c;

резкое снижение r_п при вскрытии на растворе с r_ф= r_в или замене на этот раствор пресного, на котором первоначально пробурена скважина;

нарушение четкости волновой картины на диаграмме ФКД вплоть до полного ее исчезновения, резкое увеличение α_р, α_s и α_L:

резкое снижение продолжительности проходки, интенсивное поглощение ПЖ вплоть до полной потери циркуляции.

Признаки отличия трещинно-кавернозного коллектора от трещинною следующие:

коэффициент общей пористости по данным ядерных методов НМ, ГГМ k_пn, k_пγγ может быть значительным и при интенсивной закарстованности в отдельных интервалах достигает десятков процентов;

коэффициент пористости по данным стандартного и широкополосного AM k_п.ам по приближается к k_пn, k_пγγ то становится меньше среднего значения k_п по данным ядерных методов, причем это различие тем больше, чем больше k_п, размеры полостей выщелачивания и удаленность их друг от друга; в идеальном случае k_пАМ совпадает с k_пбл тогда как k_п, k_пГГМ=k_п (рис. 16. 27); диаграмма сигнала свободной прецессии ЯМР отмечает аномалиями ИСФ отдельные значительные полости выщелачивания, если они находятся в зоне исследования на фоне участков, где сигнал ИСФ не превышает порогового (1%),

диаграммы методов определения глинистости СП и ГМ, фиксируя низкими показаниями в целом интервалы трещинно кавернозного коллектора, отмечают незначительным повышением показаний участки интенсивного поглощения глинистого раствора и возникновения глубокой зоны кольматации; показания ГМ могут закономерно расти во времени вследствие неравномерной глинизации породы по трещинам и крупным сообщающимся полостям, на диаграмме СП может резко изменяться во времени отрицательная аномалия за счет роста во времени фильтрационной компоненты U_сп, еще более интенсивного, чем в трещинном коллекторе;

наклономер и акустический телевизор, как и в случае трещинного коллектора,— один из важнейших средств обнаружения и изучения трещинно-кавернозного коллектора, однако получаемая информация значительно более сложна и требует

тщательного анализа в комплексе с данными других методов ГИС,

весьма эффективен метод активаторов в любом варианте, так как в отличие от трещинного коллектора получаемые эффекты на диаграмме повторного замера после воздействия (нагнетания в эффективное пространство трещинно-кавернозного коллектора активированной жидкости) значительны; наиболее целесообразно выделение рассматриваемых коллекторов с применением нейтронно-активных элементов (хлор, бор, кадмий) и проведением повторных замеров импульсными или стационарными нейтронными методами; более эффективен, чем для выделения трещинного коллектора, способ исследование — испытание —исследование при расформировании зоны проникновения воздействием ИПТ; сохраняют свое значение повторные исследования стационарными и импульсными нейтронными методами в колонне, рекомендованные ранее для выделения продуктивных коллекторов в разрезах обсаженных скважин.

Для выделения продуктивных трещинно-кавернозных коллекторов по данным ГИС используют приемы, рекомендованные для межзерновых коллекторов. Эффективность применения этих приемов тем выше, чем больше значение k_п и доля в нем k_пк

Правила определения эффективной толщины зависят от характеристики объекта. Наиболее обоснован в большинстве случаев отказ от получения h_эф продуктивного трещинно кавернозного коллектора как самостоятельного подотчетного параметра и расчет для каждой скважины линейного эффективного объема и линейных запасов так, как это рекомендуется для трещинного продуктивного коллектора. Для массивной залежи нефти газа в трeщинно-кавeрнозном коллекторе с высокими значениями k_п и k_пк допустим подход к определению h_эф, используемый для массивной нефтегазовой залежи с межзерновым коллектором

Трещинно-кавернозно-межзерновой коллектор

В том наиболее сложном типе коллектора присутствует система трещин и полостей, как в трещинно кавернозном коллекторе, а блоки с межзерновой пористостью проницаемы и содержат эффективные поры. Обычно используют те приемы выделения коллекторов, разделения их на продуктивные и водоносные, определения положения контактов и h_эф, которые наилучшим образом отвечают излучаемому объекту. В общем случае чем больше доля k_п.эф.мз в общем балансе k_пэфколлектора, тем больше оснований для использования способов, разработанных для выделения по данным ГИС межзерновых продуктивных коллекторов и определения их h_эф. Основная задача дальнейшего изучения продуктивного коллектора со смешанным составом эффективных пор—разделение величины k_п на ее компоненты k_{п мз}, k_пк, k_пт, построение обоснованной модели коллектора и резервуара и прогнозирование извлекаемых запасов нефти или газа с учетом этой модели,

Трещинно-кавернозно-межзерновой коллектор широко распространен в карбонатных, карбонатно-гидрохимических отложениях. В вулканогенных и вулканогенно- обломочных, а также в некоторых типах песчаных пород возможно присутствие коллекторов, обладающих характерными чертами рассматриваемого типа.

За последние годы получена обширная информация, позволяющая утверждать, что классические межзерновые терригенные коллекторы являются межзерново- трещинными. В этих коллекторах основная эффективная емкость и, следовательно, основные запасы УВ приурочены к межзерновым блокам, трещины же, играя второстепенную роль в формировании эффективной емкости коллектора, обеспечивают высокую проницаемость и продуктивность. Полагают, что это в основном вертикальные и субвертикальные трещины, образующие иногда четко ориентированные зоны дробления, прослеживаемые на значительные расстояния и оказывающие существенное влияние на ход разработки месторождения.

Выделение вертикальных и субвертикальных трещин в разрезах скважин на месторождениях с межзерновыми коллекторами и трассирование их в пределах резервуара —объекта разработки возможны лишь при комплексировании современной сейсморазведки, ВСП, сейсмоакустики и расширенного комплекса ГИС, включающего широкополосный AM и исследования наклономером и акустическим телевизором. В настоящее время эти исследования начинают осваивать и выполнять ведущие геофизические организации.

При изучении методами ГИС сложных коллекторов последние 20 лет широко используют современные математические методы обработки информации. Для изучения сложных геологических объектов, особенно представленных карбонатными, вулканогенными и вулканогенно-обломочными отложениями, важно на стадии разведки выделить основные классы пород, в том числе коллекторов, и сформулировать критерии их выделения по комплексу ГИС. Для этого используют программы распознавания и кластерного анализа [III]. По мере изучения геологического объекта и накопления геолого-геофизической информации и результатов испытания удается достаточно полно охарактеризовать каждый класс коллектора, оценить его промышленное значение, пределы изменения, модальные и средние значения подсчетных параметров [18, 111].

В программах деления коллекторов на классы в разрезах со сложными коллекторами, кроме данных стандартного и рассмотренного выше расширенного комплекса ГИС, учитывают также результаты, если они имеются, исследований методами ГИС гамма-спектрометрическим и нейтронным гамма-спектрометрическим, которые особенно информативны при изучении продуктивных горизонтов в вулканогенных и вулканогенно осадочных породах.

 

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: