Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Разработка методики прогнозирования давлений флюидов в осадочном чехле Прикаспийской впадины по геофизическим данным

ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Разработка методики прогнозирования давлений флюидов в осадочном чехле Прикаспийской впадины по геофизическим данным"

МИНИСТЕРСТВО ГЕ01С1Ш СССР

НАУЧНСЧГРОИЗВОДСГГВЕНКСЕ ОКЩШЙМ • "СОЮЗПШуЦдаИЗКА."

Ба правах рукописи

пжй СЕРГЕЙ ВЛАД'МРСБИ

УДК: 550. 832:552.5(4 70.-1-(47 0.5 Ь574) »

РАЗРАБОТКА. МЕТОДИКИ ПРОПКШРОЕАНШ ДАВЛЗЕИЙ МЩЭДЗ В ОСАДОЧНОМ ЧЕХЛЕ ПВ1лАШ1ЯСг.0Й И1/ДИНЫ ПО ГЕОФИЗИЧЕСКИМ ДАНШ.:

4

Специальность 04.ОС.12 - Гео^язическио ыагоди поисков ;; разведки меечороэденим полезных исяооаеыых

* АВТОРЕФЕРАТ

диссертация ьа солскакло ученей Степана катите та гсолого-.чвиера.богитесклх

Тверь - 15Г1

Работа выполнена 2 Производственном объединении "Эмбанефтегео^изЕка"

Научный руководитель - доктор геолого-ш дера логических наук,

профессор Александров Б.Л.

С54лаалЬШ8 ошоненгы: доктор технически наук

Ведущая организация: производственное геологическое объединение "ирьевнефтегазгеологля"

Зашла состоится 2 лши IS9I года в 15 часов на заседании спекиалагдровакного совета Д.071.18.01 при НПО "Союзпромгеоал-здка" по адресу: I70C-02, г.Тверь, проспект Чайковского, 28/2.

С диссертацией шкно ознакомиться в библиотеке ЫМИК НПО "Coranpoktreoçis зика0.

Автореферат разослан I июня I9SI го&а.

¿чвньи секретарь специализированного совета ка ? u л з mи-ма те:ла тиче скя у

Лукьянов Э.Е.

кандидат геолого-минералогических наук Сребродольский А.А.

^тлгп'^С ...... .,,..,.......

-'Уг''1 ( лА?Ал7^1'[СТ!!КЛ РАБОТА

.".¡"Г' I

I | Актуально" ть а г о^л''.'я}. 3 нзстсччсе яр г? и НрпкесгсйгскяЛ ior.it:; •" .«лвляагся наиболее йерсяекгзкагл согасясм для пояска но*гя ~л гизз. Сдла:4о прирос? запасов здесь во чнсго.ч связал с созерсенсгзсзока-ем тзхнслслш буроння скшягн и всвааешэм гзолсгзчесхэ;: э [хггк-гаиюси поиска.

Одютл из сущвстве'пшх факгороз, аштшосгсс-на процесс бурения скзажга, являэгся знание закономерностей изменения с глгбикоЗ во-лэтнк дзатений флюидов б коллекторах 2 пмещгопш: глина::, а гаглз зозможносгь прогнозлрозашг.т этих эелггчин до бурлпгя. Это позволяет обоснованно проектировать и корректировать плотность бурового раствора, определять спгплалышэ гдубпш спуска нслоял с цольз перекрытия зон, несовместимых ло условиям бурения.

Практически все используемые мегодн прогнозирования л оиенхи .давлений осн^анн кд изучении фгеическшс свойсгв гаин, определимых по данным геофизических лсследовакай скважин, технолог:пес-юпе параметров бурения и шламу. Прогноз зо'ш аномально высоких давлений оснпщаегся на постепенном изменении параметров гллк в переходной зоне, расположенной-в^ле зоны с аномально шсскит давлением.

Однако в условиях Прикаспийской впадиш осупествле-нио прогноза в переходной зоне нввовмотао, гак тик зачастую она стоут'-гну-ег и зона А.ЕЦЦ находится непосредственно под соленоснэй тсл^эЛ. Большой интерес представляет прогнозирование величин пла стоик давлений на стадии проектирования скзаиш, чуо позис-'лет заблаговременно подготовиться к необходимым язмоненияу «араиетроз раствора. В связи с этим возникла необходимость разработки- мопда прогноза волпчпн Пластова.". давлений до нечзлп бурения сюад.

Кроне этого, результат определения пластовых и поров'о; давлений исключительно важны при ротеши таких геилсппсскж:

задач как прогнозирование вод о- и гезоне^тяшх контактов, выделение продуктивных коллекторов, изучение строения сложных структур, прогнозирование величин промышленных: дебитов и многих других.

Цель я осг.-ошпе щргщ исследования, Цолмо работы является изучение закономерное:»^;: изменения давлений 'флюидов и разработка метода прогноза величины пластового давления на стадии проект-роЕаетя «гвзззгн. Разработка метода включает ь себя создание математической модели, апробацию численных методов её решения и программного обеспечения.

В работе реталксь следующие основные задачи.

1. Изучение закономерностей изменения давлений флюидов в осадочном чехле Прикаспийской впадины для выявления прадпоенлок прогнозирования иоров»х и пластовых давлений при бурении скважин.

2. Уточнение зависямострй уплотнения осадочных пород нго-востока Прг"яош£скоа впадины с глубиной.

3. Разработка математической модели, методов.решения и программного обеспечения методики прогнозирования давлений флюидов на стадии проектирования скваэшя.

4. Опробовало разработанной ме.гсдикл на площадях иго-востока Прикаспийской заадлны»

Нвучняя новизна. Изучена закономерности изменения поровше в , пластовых давлений в надсояевих и подсолевых отложениях осадочного чехла вгс—востока Прикаспийской впадокц. Установлена зависимость ыегду г»л;гч:г£ОЙ пластового давления и мощностью перекрывающие надсолевпх и солггкосных отложений. Предлолена математическая модель, ОЕтсывающа^ закономерности изменения пластових давлений и разработан и реализован алгоритм её рэ'ленпя на основе оптимизационного поиска весовым методом наименьших квадратов.-

Защшг^стлче положения. ' ,

I. Существование двухфакторной зависимости м^хду потенциалом пласгс-Еого давления и мощностью надсолевшс и соленоспих оглояенвЕ.

2. Характер корреляционной зависимости мезкду степени. уплотнения карбонатшх отлпжоний и э^ехглипм давло:шем для пород изучаемого рогиока.

3. Способ количественного прогнозирования в сличили птдзстовс-го давления, оснований на опгяшзапдсшсй ипвг.язайга сисгомц уравнений, сзязываюлоЛ величину потенциала пластового дпзлония с накоале!шли мощностями надсслевоЯ и солсиосной тоет я скг.росгьд распространения упругих " волн.

Практическая понн.ост^.. Учет закономерностей иэдешяля давлений флюидов я применение на практике способа прогноза плгоггзых . давлений поззеляет'бочее обоснованно выбирать олтигтплшув сяот-ноегь буревого раствора при вскрытия глинистых гола л яластсв-келл&кторев в наиболее сложных подхарнизовых и педсояевых типах структур. Это спссобствуот безаварийному зскрипго и сохранению коллекгереган спо^сгз пластов, а гонге улучшешго техллко-оконсми-чвекпх показателей бурения скваяш. Способ прогнозирования срсшсп-лежшх дебкгов будет способствовать более сбгонсвокнсму пр'.п-лгнэ решений о производство гластоиопнтагсш, спуске кслошш, отнесения пласта к работающему коллектору.

Реализация работало протпгдечяреги. 3 1088-90 гг. осуществлено опыгно-промшлешгоо внедрение результатов работ по изучению закономерностей изменения-давлений флтдоэ к комплекса программного обеспечения " АРЗ " для прогноза на стали проектировали и ки в процессе бурения сквитан поривих и гугасгових давлений. Т-'-год-роние получении:, результатов производилось в оолос чем 90 глубоких поисково-разведочних бурящкея скважинах Прикаспийской впадины в районах деятельности объединений "Экбанефть", ТурьовнЕ^тегозгоо-логая" и "ПризйеплЛбурнефгг." и з 30 екз'жшах сбг-зд;5!о:п:л "Тур:--.-монпе$гъ", о тагосу ив двух иодкарггазових я гр^х подссленпс структурах да стадии проектирования скважин. Внедрение ко'/длеиса аре-

rpms-Korc оЛесвечекия ц звсдаязсь в Гурьевском УТР объединения "Зк'баяе^'оХесфгзтткг" и ггмапгческой партии треста "Туркменне^те-

Результат работ по оценке даашахй фкакдов в процессе бурения cKisazEi вейте б ''иетодаческае рекомендации по определению и прогнсзировашт'услов'/Я проводки «глубоких сквалич юга СССР по KuMKSKCj ГШ к П'С", утвзркдзшиш 02.10.89 г. начальником Глав-iiei?ereodi;sii:e }£аше$тепрош СССР Н.А.Савосгьяно£ым.

Ап^бация Габон:, Основные резуЯ1~чгк работы докладывались на ЕГО объединения "Эмбанеггегеофстзика" (1988, 1990 гг.), на научно-практической конферикцш "Сосгоягяе и перспективы геолого-гй0'1лз2Ч001Шх 2 технологических исследований, проводимых в процессе бурения скзаякн" (Твмень, Управление ЗапСцбнефгегеофизика, ISO? г.), на Первой Всесоюзной научно-практической конференции ■"Аномальна высокие» пластовые давления и нефтегазочосность недр" (Лестгград, ВШТРК, 1990 г.). В полном объеме работа рассмотрена ча сакциг геологии Ученого совета -СевКавШЕ'чефгь (г.Гроз.шй, 1990 г,\.

уа к т е с к!тл va г е риэ я . Работа базируется на теоретических и скважззкнх аксаериыетглышх данных, а таюкз анализе и "бобпшшш больного объема геолохо—геофизической и прологе,~эвой информация по мнопа; пл^-ддям Прикаспийской нефтегазоносной провинции. При этом проведено определенко давлений по материалам ГКС и ГТЯ в 96 сквааиная Прикаспийской лпадяш, использовано около 1500 петрсфи-злчеекхх анализов кэрнз, более 250 прямых замеров пластовых давлений, а .также литературные г $ошю'г '9 материалы производственных л игучша. орсаянзацг.

Дублккасия.По теме диссертационно!! работы опубликовано 7 partot.

Об'е?.' езбг'тн. Диссертационная работе coctoej? лз введения,

- ь -

пяти глав, заключения и содержит 92 страшны мааинсчшсного текста, 33 рисунка, 2 таблица. Список литеретурн включает 40 ишвленсванп!;. Диссертационная работа-выполнена автором в период о 1905 по 1РЭ0 годы во время работы в ПО "Эмб<энэ$гегеофнзщса" и учебх ъ зсстас£ аспирантуре СевКавШШ'дефти (ISS6-I2SO it.) под руководство:., доктора-геолого-кинерзлогическнх к^ук, профессора Б.Л.Александрова, которому автор выранаэт глубокую признательность. Автор внра::::ет благодарность профессору И.М.УихаЗлопу за ряд ценных советов при подготовке работы, кандидату геолого-шнсралсгических наук O.A. Еснпко за постоянную помощь в работе, Й.В.Рудову за помощь в создании программного обеспечения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОШ

В введении обоснована актуальность темп, поставлены задачи исследования, показано научное и практическое значение работа, кратко описаны основные научные результата рабогн.

В первой главе рассмотрены теологические особенности строения осадочного чехла юго-восгочнсЗ части Прккасшшской впадина.

Описаны вскрытые на сегодняшний день стратиграфические горизонты подсолезого комплекса, их литологическиЛ состав к его изменчивость, особенности строения и ¡мстседиментвционные преобразования, мощности отложений. Рассмотрена модель массивного карбонатного резервуара и его кодлекторскяе свойства с точки зрения перспектив нефгегазоносностп. Сделан вывод о высоко"! перспективности поисков залажей нефти п газа в карбонатных ловугл:ах комплекса.

Рассмотрены гекгоническле особенности развития регионз в допалеозойское и палеозойское время и процесс формирования фльзи-дальных систем подсолевого комплекса.

Изложена осношпе закономерности структурной приуроченности залежей нефти а газа в нр.дсоловои комплексе.

В отдельный тип структур ввдаляются ловушки под оолякнш карнизами, вшшлонныэ в последние года на ряде куполов К&ной Змбы Шовобогатинск C.B., Мака г 3., Доссор Ю.З. ж др.).

Геотермическая обстановка в пределах рассматриваемого региона достаточно стабильна. Температурный градиент в герригезетк над-солевых отложениях изменяется в .диапазоне 2,7-2,8*0/100 м. Б то si время барические условия юго-востока Прикаспийской впадины характеризуются. значительным диапазоном изменения.

Изучение замеренных: пластовых давлений; результатов осложнений при бурении и поровых давлений методами геофизических и гео-лого-^е:а!С'л:т1тчесяих исследований свидетельствует о том, что в пределах изучаемой территории моною ввделигь три фшщалыше системы. Пэрвая из них относятся к ¡садсолевым терригенныл с ляожени-яу и карбона тнш отделениям верхней юры (известняк) и верхнего мала (мергель,'мел). Пластовые давления здесь характеризуются нор малькыми значениями с градиентами, соответств тжагли насыщению минерализований водой 1,05-1,1 МПа/100 м.

Бзаимоотнся:-г-ч1э поровых и пластовых давлений будет подробно рассмотрено ндав, однако следует .уаомянуть о том, что в i дсоле-всм комплексе пород мы имеем две не связанные между собой фиш-дальше системы. Исключение составляют псдарнизовые структуры, где градиент пластового давления достигает значений 0,017-0,018 МПа/м. Здесь поровыэ давления очевидно имеют связв с пластовыми давлениш,и.

Д/1я докукгурских пород характерна следующая зависимость: при наличии в разрезе галогенного флювдоупора практически повсеместно имеют место аномально высокие пластовые давления (Тенгиэ, Кара::оп, Королевская и т.д.) с градиентом, пластового давления до 0,02 МПа/м. В случае отсутствия соли градиент пластом vo давления гшет нормальные значения (Торгай, Туресай).

В результате рассмотрения излсжекянх ъ главе материалов сделаны следующие выводы:

- подсолевне отдаления юго-востока Прикаспийской впадины обладают высокой перспективностью открыта новых крупных месторождений нефти и гаса;

- в надсолевш оглишниях наибольшими перспективами нефте-газоносяости обладают подчарнизовыэ отлеиешя;

- проведение бурешя в этих условиях часто сопряжено с большими трудностями, связанными с наличием сероводорода и присутствием аномально выгоки:: клестовых давлений, в связи с отим первостепенное значение имеют гадачи прогноза и оденет ЛВПД,

Бо второй глазе изложена теоретические предпосылки прогнозирования АБДД и некоторые гяхания относительно происхождения аномально высоких пластових и перовых давлений.

Вопросу изучения аномально высоких' дэвле:пгй посвященн многочисленные работы как советских исследогатолей (Б.Л.Александров, К.А.Аникиев, М.С.Бурптар, Л.А.,Еурянсвский, В.М.Добрынин, А.Г. Дгрмишьян, В.И.Бвльберман, Я.Н.йтха^ов, Б.А.Тхостов и др.), так и зарубежных (Г.Диюгасок, Дк.Фостер-, Х.Уоден, К.Магара, М.Хабберт, В.Руби, Д.Тимко, В.Фертль, Р.Чепмен и др.), од/гако до оих пор нет единой точки зрения на происхождение аномально высоких давлений флюидов. Среди многочисленных гипотез о причинах и механизме образования аномально высоких дазленгй в глинистых г;.тдах наибольшее распросгранение подучил две:

- аномально высокие давления своим происхоздэнием обязаны литоетагической нагрузке я возникают в условиях, когда темп осадконакопленгя превышает скорость оеезгия поровых вод;

- аномально высокие давления образовывались вследствие вертикальной миграции высоконапорных флюидов.

Наилучшие тешка горгм изменения давлений яаш^ся г.шш,

для которых характерна тесная связь мезду пх плотностью (пористостью) и геостатическш давлением, то есть глубиной залегания. Б общем случае эта связь имеет логарифмическую' зависимость и определяется лишь возрастом огложаний и эффективным давлением на скелзт породы. В зона „ДЕГЩ пористость глин отклоняется от нормального тронда в сторону аовииения, что может быть зафиксировано различным методами.

Б зонах АЕПД наблюдается понижение сопротивления глин, повышение значений интервального времени пробега упругих волн и др.

£Д~тнс11векнш методом геофизики, который может.быть использован с целью прогнозирования АРЦД до бурения сквакин язляе'гся сейсморазведка. Современные способы обработки сейсмического материала позволяют получить значения интервальных скоростей с достаточно высокой точность® для наделения интервалов с пониженными скоростными характеристиками в благоприятных геологических условиях.

Далее рассмотрены термины и понятия, используемые при изучении аномальных давлений фиаидов. Для изучения пространственных изменений давлений фшидов используете потенциал пластового давления, определяемый разностью между пластозым и гидростатическим давлением.

Ывтодн прогнозе и оценки Пластовых давлений можно разделить на две группы: прямые и косвенные.

Прямые методы оценки давления являются саг-'чш точными,' однако они проводятся после вскрытия интересующего интервала и не позволяют оперативно вмешиваться в процесс бурошш. Кроме того, результаты прямых замеров, как правило, имеются по скважине в ограниченном количестве и поэтому не позволяют оперативно изучать закономерность" изменения давления с гдубнно;; для прегнозирова'щя его н;пв фактически достигнутого забоя сквакшш. Эти методы в

работе не рассматриваются.

Косвенные методы прогноза пластовых давлений основываются либо на данных разведочной геофизики, либо на экстраполяции получаемых в процессе бурения скважин зависимостей различных свойств горных пород нлае достигнутого забоя. Кроме того, существует возможность прогноза величины пластового давления по аналогии геологической ситуации.

Физической основой большинства методов прогноза и оценки пластового давления в процессе бурения является отклонение какого-либо петрофизаческого (пористость шлама, кэрна и т.д.) или гомологического (скорость проходки а др.) от ясрмалшой записи .осп: с глубиной, обусловленное повышением аорисгосш глинистых пород в зоне АВПД и уменьшением их эф£эктивного напря: эния.

Другой группой методов определения пластовых давлений явлког-ся методы, снованные на изучении характера п -зедения а свойстз промывочной жидкости. Однако эти методы нэ имеют широкого распространения, поскольку требуют проведения буревой бригадой работ на скважине по специальным программам.

Рассмотрены, пути решения задачи прогнозирования АЬ.'Ц на стадии регионального, локального и опера ;шого прогноза.

Геологические методы:

- оснсвашгае на связи ко; йиционга аномальности с глубока залогания глин, то есть скоростью ооадхонакопления;

- использующие гене тич о с куга связь мгалу локально, г.- скоплениями газа в толще-похршке с залезямв, которые эта голзл эхрпза:-руот;

- базирующиеся на эмпирических зависимостях язы^^ннл к-.-д-но^гей надсолэвн отлояенлй, в котерш ецдсдльтзя ток

" цдикаторнш голяи" с »оэфЬакеятом знсмальчост::;

- прогшзнрупзге АВПД- по колзчэсгзегйшм хрлтория:: жгг

тлей.

Геофизические методы, базирующиеся на прогнозирования и оценке АЗПД по снежзнле плотности глин в зонах высоких давлений поро-гш фшкдов.

Геохшгчесете мэтодь, основанные на обнаружении в экранирующих толщах геонимгческих полей, появление которых обусловлено влиянием высоконапорных око олений пластовых флюидов" на породы-п о крышка.

Методы прогнозирования аБПД по данным сейсморазведки впервые бшш разработаны Б.Пеннебакером. На эипврическоы материале был получен шроко известный график зависимости интервального времени пробега упругих волн с глубиной, отклонение ог которого свидетельствует о наличии АЭДЦ, по величине которого определялась эквивалентная плотность бурового раот.чоре. Развитее этих работ в других решениях покачало необходимость учета литологии пород.

Итальянскими специалисгамз в основу прогнозирования АВЦЦ по-лохена зависимость между акоросгьюраспростррнбния упругих волн и аффективна давлением на скелет породы.

Ограничение« грименения материалов сейсморазведки в условиях юго-востока Прикаспийоксй впадшш является: сложность строения стража паях горизонтов в условиях соляной тектоники, невысокая точность определения скоростей по кинематике и др.

На основе вышеизложенного делаются следующие выводы:

- существующие методы оценки пороных давлений и устойчивости ствола сквахин пряеьмеш для терригенных отложений Прикаспня о уточнением норыалшых трендов изменения плотностей,с1 -ехр, геофизических параметров глин и т.д.;

- в условиях юго-востока Прикаспийской виадины наибольший интерес при прогнозировании АВЦД представляют цодсолевыа и подкарот-зовыа отдо&ения;

- методы промысловой геофизика л технологические методы не-привенамц для целей прогноза.а связи с отсутствием переходной зоны;

- наиболее обоснованно использование для целей прогноза АЗЦД данных сейсморазведки, однако неизвестный литологичзский состав и, как следствие, недостаточно высокая точность определения скоростных характеристик может привести к чначительныы оплбкзм в определении величины давлений;

- для целей оценки и прогнозирования давлений в карбонатных отлолешшх не обходило либо модифицировать сутцес г дующие, либо разрабатывать новые ыетодй.

Третья глава работы посвящена вопросам методического обеспечения определения и прогнозирования пластовых давлений в отложениях Прикаспийской впадины.

Одним из наиболее вахных вопросоз в изучении взаимосвязи коллекгореккх свойств пород с величиной пластового давления является установление нормальных зависимостей уплотнения пород с глубиной. В .о зе время эти закономерности позволяют в дальнейшем оценивать вероятность наличия коллекторов на больших глубинах при известной пластовой давлении.

В работе рассмотрены закономерности уплотнения глинистых, песчано-алевролитовых и карбонатных пород.

Уплотнение глиниста пород а настоящее время наиболее изучали. Это объясняется несколькими причинами: повсеместным распространением глинистых пород как по пльщади, гак и в разрезах скважин, их диалогической выдержанность», пластичностью глижстза отлокониЯ и, как следствие, зависимостью свойств глин от эф^эктизного давления.

Проведен сравнительный анализ кривых уплотнения глиняегю: пород о глубиной полуденных разлнчныш ясследовагахоии, и урзвно-

ния, описывающие массивы данных.

■ Процесс уплотнения песчано-алевролитовых пород изучен в значительно меньшей степени, чем для глин. Для района, рассматриваемого в настоящей работе, автором произведено построение и уточнение нормальных зависимостей уплотнения песчано-алевролитовых пород, которые могут использоваться не только для прогноза пластовых давлений, но и для решения таких геологических задач как прогноз коллекгорсккх свойств пород и выделение продуктивных коллекторов.

В настоящее время среди исследователей нет единой точки зрения по вопросу о влиянии глубины погружения или, другими словами, горного давления на степень уплотнения карбонатных пород.- Некоторые исследователи отрицают значительную роль этого фактора, объясняя изменение порнсгояти. прежде всего влиянием вторичных процессов. Другие признают роль гравитационного уплотнения как одного из главных факторов в формировании пористости известняков, подтверждая свои выводы фактическими данными.

Приводятся подученные различными исследователями зависимости изменения пористости карбонатных пород с глубиной.

Для установления зависимости изменения пористости известняков с глубиной в случае их нормального уплотнения (отсутствия АВПД) была проведена статистическая обработка результатов анализов керна известняков тех регионов, породы которых характеризуются нормальны:.! пластовым давлением и отсутствием значительных размывов поверхностных толп;.

Ка практике часто отмечается значительная дифференциация значений пористости плэстив известняков'с глубиной, что вызвано локальным вишшем различных искажающих факторов. И в отом случае понятна позиция тех исследователей, которые огдакт предпочтение факторам диагенешчеекпх преобразоганий карбонатных пород как

первостепенном. Однако, если взглянуть на процесс изменения пористости не относительно отдельных пластов, а для всего массивного резервуара, а тем более для изолированного резердуара, становится очевидным гот факт, что для постоянного количества перового флюида необходимо постоянное количество пустотного пространств. В таких геологических условиях важным явлх лея вопрос осреднения значений пористости с целыо получения информации о степени уплотнения известняков, обусловленного лишь глубиной'их погружения и наличием АВЦЦ.'

В качестве критерия распределения пористости в массивных "зр-бонатных залежах предложено использовать средневзвешенное значение пористости в плавающем окне с интервалом порядка 200 м.

Это позволяет исключить из рассмотрения локальные изменения, не связанные с общей тенденцией уплотнения известняков, и получать плавную зависимость изменения их пористости с глубиной.

Подобный анализ б'и прйведен для карбонатных отлогений ряда площадей Прикаспийской впадины. Анализировались результат;! определения пористости известняков по керну и по данным акустического каротажа в верхнеюрских отложениях, характеризующихся нормальными пластовыми давлшшши, и в псдсолевнх каменноугольных и нижнепермских отложениях. В подсолевых отложениях пластовые давления изменяются в широких пределах - от нормальных; значений до аномально высоких, превышающих нормальные более, чем в два раза. На большинстве рассмотренных структур отсутствует размыв поверхностной толщи и фактические глубины залегания карбонатных отложений практически соответствуют максимальным глубинам их погружения а геологическом прошлом. В связи с этим можно полагать, что построенные для отдельных площадей осреднении о зависимости изменения порте гости известняков с глубиной в основном отражают роль гравитационного фактора в их уплотнении.

- 14 -

Однако зависимости в координатах пористость - глубинв не всегда сопоставимы друг с другом, так как рост горного давления зависит на только от глубины, но а ог плотности или, другими словами, от литологии пород, слагающих разрез, в связи с этим для прак-.гического использования рекомендуется использовать зависимость параметра , отражающего пористость известняков от эффективного давления. В это« случае учитывается изменение диалогического состава, оказывающее влияние на величину горного давления.

Такая зависимость была построена для пород ПрякасшйсксЯ впадины в координатах: скорость распространения продольной волны упругих колебаний, определенная по данным акустического каротажа и ВСП, от эффективного давления, которым определяется характер уплотнения осадочных пород.

Ключевым вопросом, рассмотренным в работе, является разработка способа прогнозирования давлений на стадии проектирования скважин.

Изучил? закономерностей изменения пластовых давлений-в юго-восточной части Прикаспийской впадины, подробно рассмотренное в следующей главе, позволило сделать ванный вывод: величина пластового давленая в подсолевых отложениях зависит ог скорости их погружения и наличия фшщоупера галогенной толяи кунгурского возраста.

Терригенныэ отложения довольно равномерно накапливались длительный промежуток времени, начиная ог верхней перш до настоящего момента, что составляет приблизительно 268 млн.лет. В отличие от террдгешшх отяокеннйгалогенная толща накапливалась в короткий (в геологическом аспекте) период времени - кунгуреюгй ярус верхней перки, что составляет около 20 млк.лет. Причем начальное пластовое залегание соли преобразовано в солянокупольное в результате действия интенсивного соляного тектогвнеза.

В связи с этим потребовалось создание специального метода для проведения раздельного анализа распределения накопленных мощностей терригенной и соленосной частей надсолевого осадочного чехла Прикаспийской впадины,

Для микро-ЯШ ЬТ-20 на языке ФОРТРАН был разработан комплекс программного обеспечения ".VPG", позволяющий выполнять следуакие функции:

- производит; описание трехмерных поверхностей с помощью полиномиальной аппро'дсимадаи;

- вычислять мощность осадочного чехла, ограниченного двумя поверхностями, и производи'.'ь расчет геостатического давления в этой толще;

- прогнозировать величину потенциала пластового давления на стадии проектирования скваязны;

- создавать база данных и производить расчет норового, пластового давления и устойчивости ствола скважины с использованием дачных электрического, акустического каротажа, керна или шлама.

Проведение анализа распределения мощностей надсолевого осадочного чехла проводилось для терригенной часта в интервале макду поверхностью, описываемой П отражающим горизонтом (крснлай соли) и дневной поверхностью. Дм анализа мощности галогенных о молений использовались поверхности У1 отражавшего горизонта и отражающего горизонта Щ (поверхность погсолових отложений). Описание поверхностей производится с псмлцыо полиномиальной аппроксимации набором -мерных полиномов 1агранха. Денные о глубинах залегания в узловых точках поверхностей заносятся по регулярной сетке, после чего осуществляется сглаживание я разбиение лсследуегого объема, ограниченного двумя псвэрхносгяг.ш на сколь угодно малые элементы с шагом, задаваемым исслеяовагелем. Далее з иавдом элементарном объеме? рассчитывается, горное да&хенае с использованием зависимости уплот-

-16 -

нения терригенных пород с глубиной.

Рассмотрение взаимосвязи нотеяциала пластового давления с.

мощностью террвгенных отложений позволили создать палетку в этих координатах с шифром кривых - мощностью осадконакопления галогенной толпы. До сопоставимости величин мощностей проводится их нормирование „о площади, ограничивающей структуру, и по времени осадконакопяекия.

Аналогичная палетка построена и для подкариизовых отлоаений юго-востока Прикаспийской впадины, где особенно остро стоит необходимость прогноза величины пластового давления. Однако мощность осадконакопления в этом случае анализируется как суммарная с'олз-носной толща и территэнных стло^ешгк. Основанием для этого послужило то, что здесь, в отличи, от подсолевых отложений, отсутствовали глобальные изменения в модности соляного экрана.

Принимая во внимание установленные ранее закономерноати уплотнения осадочных пород, сформулирована задача прогноза потенциала пластового давления как решение системы уравнений, включающей два независимых подхода: зависимость интервальной скорости пробега упругих волн (по данным сейсморазведки) от эффективного давления и зависимость пластового давления от скорости погружения пород

{/V = Кихв Дни + (1 -К«1в)/У-Г£р УизваЛМ*Рз«р + А&2)*Рз1* +

Ргерг Ргид +Р31р +ф

где Рр0р, РЭ|, РНОрМ| ® - торное, эффективное, гидростатическоч, давление и потенциал пластового давленая; V - скорость распространения упругих волн по данным сейсморазведки; V изв, V Т0р -скорость распространения уиругих золн в карбона ыкх л терригенных породах при данном эффективном дапдень_; А (I ,3 ) - коэффициенты

полиномиальной аппроксимации; с/V/ - функция, зависящая от нормированных значений мощностей террлгенных и галогенных пород.

Решение системы урашений проводилось двум различная численными методами: I) методом покоординатного спуска с псмоцыэ алгоритма регуляризация А.Тихонова; 2) методом мишаязации Хука -ЛЙшвса.

Предлагаемый метод прогноза Пластовых давлений в подсслезых отлолениях Гринаспийской впадины опробован на тестовом массиве, состящем из 14 вскрытых бурением подсолевых структурах. Сопоставление прогнозных и фактических значений потенциалов пластового давления, рассчитанных ра тэстовом массиве, показало, что макета льнгя величина ошибки прогноза составляет 1 МПа.

На момент написания работа было-получено по:тверэдение праведности прогноза по скважине Акатколь П~3 Гурьовского сзола. При прогнозном е .зченпи градиента пластового давле-ля равном 1,Ь 100 м фактически замеренное значение составило 1,81 ¿МПа/'ЮО м. Ошибка прогноза в данном случае составила 0,5 МПа, или мензе одного процента абсолотной ввллчшш.

В процессе работ по данной главе быта получены следташе новные результаты:

- построены и уточнены кривче нормального уплотнения ?еррл-гешли пород Прикаспийской зпа,'шы;

- сделан вывод о преобладающем влияний г.тубмш з-,.:егают нз уплотните карбокаг'ос пород и зторичном ллияшп» друг.а факторов;

- построзны кривые уптотнокля карбонатных пород Прп;;аспп.Н-ской впадлш и проиедено сташшние с лито^турщи-я датгн:^: по карбонатным породам Восточного Предкавказья, Северней А;<орпгж а Епр-ш;

- предлагается использование подучошшх эаьисжоста:: гл.-7 прогноза коллекгорекпх свойств пород и, возм^лго. для рз^з:;;:.:

ратной задачи - оценки пластового давления;

- на основании двух нэзависим ьк подходов - связи потенциала пластового давления со скоростью погружения и зависимости скорости распространения упругих волн от .эффективного давления разработан способ прсгнозь давлений флюидов на стадии проектирования скважин;

- предлагается программная реализация способа, основанная на о птимизащшжой минимизации математической модели восовни методом наимелвлаи квадратов;

- апробация способа показала его достаточно высокую точность.

В четвертей главе рассмотрены закономерности изменения штв-

тсвых давлений и их связь с поровкми давлениями.

Изучение поровых давлений юго-востока Прикаспийской впадины проводилось по многочислснагк аадсояевш, родсолевым и подаарни-зоеык струк1„ рам и позволило сделать следующие вывода:

- наиболее тесная связь поровых и пластовых давлений наблюдается в мощшх' глинистых пластах, причем по абсолютной величине максимальные значения поровых давлений, определенные поданным акустического каротажа, ближе к реальным пластовым давлекняу;

- подсолевые интервалы глинистых пород имеют различи"« лито-логический состав, изменения которого трудно учесть геофизически- 1 ми методами.

Величины поровых давлений определялись по данным ГИС с использованием метода эквивалентных глубин и по данным ГТК с использованием ¿р-ахр, которые хорошо сопоставляются между собой.

Рассмотрены данные о величинах пор вых давлений по профилям Хвратон - 1Аная, Тенгиэ - Сазтюбе и Шная - Арман. Практически на всей рассматриваемой территории в надсолевой части выделяются две гоны с аподально высокими значениями порогах давлений - меловая в среднеюрская, В этих зонах величины поровего давления, определен-

шгасговые давления и нефтегазоносяость недр - Л,, ВНИГРИ, 1990.

Подписано к печати 29.05.91. Формат ÉÜxáH >/lfc Печать офсетная. Уч.-изд. л.~10 Тираж 100 экз. Заказ 3. Бесплатно. Ротапринт ВНИГЙК. I700D2, пр.Чайковского, 28/2.