Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Уточнение геологической модели карбонатного коллектора пермо-карбоновой залежи Усинского месторождения по данным исследований эксплуатационных скважин

ВАК РФ 04.00.17, Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации по теме "Уточнение геологической модели карбонатного коллектора пермо-карбоновой залежи Усинского месторождения по данным исследований эксплуатационных скважин"

кнСГИГУТ ГЕОЛОГИИ И РАЗРАБОТКИ ГОРЮЧИХ ИСКОПАЕМЫХ, Ч«^ШШСГЕР5ГВА..Т10ЦШВЛ|1И ЭНЕРГЕТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УТОЧНЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ КАРБОНАТНОГО КОЛЛЕКТОРА ПЕРМО-КАРБОНОВОЙ ЗАЛЕЧИ УСИНСКОГО МВСТОРОВДЕНШ ПО ДАННЫМ ИССЛЕДОВАНИИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СКВАЖИН

04.00.17 - Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

РГБ ОД - о МАР 1995

И РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

на правах рукописи

ПГЛ 3 ЛЦЦИЯ ВАЛЕРИАНОВНА

УД1{ 550.832

Москва - 1995

Работа выполнялась в 1988-1993 гг. на кафедре РЭНГМ и ПГ Ухтинского Индустриального института.

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук,

профессор М.Ы.Элланский. соруководатель: кандидат технических наук А.А.Мордвинов.

Официальные оппоненты: доктор геолого-шнералогических наук

A.М.Силич (ИГиРГИ)

кандидат геолого-минералогических наук

B.З.Карпушин (ОЗГЕО).

Ведущее предгр;;ятие: Научно-исследовательский и проектный институт ПечорНИГШнефть.

Защита диссертации состоится " " Х99 6~~

*/Р ССчвс на заседании специализированного совета Д 002.80.01 пси институте геологии и разработки горючих ископаемых по адресу: 117312, Москва, ул.Ферсмана, 50.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГиИН. Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат геолого-адшера-логических наук

, Маэанов В.Ф.

3

I

ОЬЩЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЬОТЦ

МГУМЫЮСТЬ ТЕШ. "Промышленная оценка месторождений углеводородов требует детальных сведений о коллектором« свойствах продуктивных пластов. Особые труднооти возникает при изучения карбонатных пород, характеризующихся широким диапазоном текотурно-структуршх, литохо-гичеоких, емкостных и фильтрационных овойотв. На отадии разведки комплексное изучение промыолово-геофизических и геологических данных позволяет получить достаточно полное представление о параметрах коллекторов. Задача их изучения осложняется при эксплуатационном бурении, которое сопровождается ограниченными объемами отбираемого керна и сокращенным комплексом геофизических наследований. Методические приемы определения характеристик коллекторов,"разработанные для условий разведочного бурения, применительно к эксплуатационным скважинам, дают

не подлое, а подчас искаженное представление о реальной объекте разра-

__ _ _ . -

ботки.

1!етду тем геологические модели залежей углеводородов, построенные без учета динамики их освоения, непригодны для решения геолого-промнс-дооых задач, контроля и прогнозирования процесса разработки. Лоотоыу совершенствование методической базы интерпретации неполного комплекса геофизических исследований скважин о целы» уточнения геологических моделей объектов в процеоее их освоения является актуальной оадачей. Решение этой задачи позволило бы полнее изучить промышленные свойства коллекторов, повысить оперативность оценки запасов нефти и газа, текущей не^гтадобычи и конечной'нефтеотдачи плаотов.

ЦЕЛЬ ИССЛОДОВДНИИ. Целью исследований является повншенио эффективности выделения коллекторов в карбонатном разрезе и оцэнка их подочетннх параметров по сокращенному комплексу геофизичеоких методов.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИИ.

1. Проанализировать и ооосщить" накопленную информации о свойствах карбонатных коллекторов Колвинохого мегавала с мелью оценки дос верности результатов интерпретации стандартного комплекса геофи ческих исследований эксплуатационных скважин.

2. Провести гаима-слвктралыше лабораторные исследования керна, по воляющие повысить информативность интегральной модификации гамм метода в неоднородных карбонатных разрезах.

3. Разработать методику интерпретации геофизических исследований, позволявшую определить: нефтегазонасыиеннуо емкость, литологию, тип коллектора, смачиваемость, промышленное значение пласта по минимальному комплексу методов.

СЫзШСШ ИЗУЧЕНИЯ является нидаеперыско-каыенноугольная эялежь Уси1 ского нефтяного месторождения Республики Коми. Месторождение приур« чоно к изной части Колвинекого мегавала, находится в разработке а 1972 года.

На современном этапе - это технически оснащенный район о разв! той инфраструктурой, в котором тем не менее по ряду объективных и субъективных причин вдет падение добычи. Ьолее, чем двадцатилетний период интенсивной эксплуатации месторовдеиия сопровождался проблемами по всем научно-твхнологичесхим я производственным направления! сопутствующим освоению сырьевых ресурсов. Объектнзные трудности оке плуатации нихнепермско-каменноугольной залежи вызваны сло-кноотьо ооъекта, который представлен трехсотметровой толщей антологически неоднородных битуминозных карбонатов, насыщенных высоковязкой нефть ' Суоъективные - отсутствиям эффективных технологий освоения и методе изучения коллекторов подэоного типа.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

1. Разработана методика гамма-спектральных исследований, позволяющая определить концентрации урана, тория и активного изотопа калия в пробах горных пород, почв и грунтов.

2. Установлено, что естественная радиоактивность продуктивных кароонз-тов обусловлена, в основном, присутствие а них урана.

3. Установлены наиболее активные по естественному гатш-излучении составляющие коллектора: насьпашие оитумоиды и доломитная фракция твердой фазы.

4. Обоснованы геологическая модель, ее математический аналог и решения пряных задач каротаяа для литологически неоднородного карбонатного коллектора со сложным заполнением пустотного пространства.

5. Разработана методика интерпретации сокращенного комплекса геофизических методов, позволяющая оперативно определить подсчетныв параметры гидрофобизированного карбонатного коллектора высоковязкой нефти.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Разработана методика, позволяющая определить основные параметры, необходимые при подсчете запасов, проектировании и анализе разработки.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ. Разработан в соавторстве с В.А.Соколовым, А.А.£!ордвиновыы, И.А.Куклиныы, ТЛ.^аддеевой руководящий документ "Процентное содержание естественных радиоактивных элементов в пробах горных пород, почв и грунтов", введенный в действие о юояя 1992 года в Г11 "Тимансейсморазвадка", Ухтинском индустриальном института, ЯечорИИННнефти, утвержденный генеральши директором АО "Коминефть". Методика комплексной интерпретации материалоп ГИС в сложнопостроеннкх

карбонатных коллекторах с высоковязкими нефтями реализована в вида обрабатывающей программы "КАРЬОН Усы-РОНПЛВ", адаптированной к перс нальному компьютеру "Турбо-Ш5" стандарта IBÜ-ХГ и закреплена руков! дящим документом под одноименным названием. Оба документа использую: ся в практике работ НГДУ "Усинсктермнефть", ТОО "Тимансейсморазведкг АО "Комититан", Ш "Экобур".

АПРОБАЦИЯ РАЬСЕГЫ. Основные положения диссертационной работы докладывались на 1У Республиканском научно-техническом семинаре Передовые технологии разведки и добычи полезных ископаемых, особенности строительства и экологии на Крайнем Севере" (г.Воркута, 1990 г.); на У Коми республиканском научно-техническом семинаре "Новые достижения в технологии разведки и добычи ископаемых, вопросы строительства и эко логии на Крайнем Севере" (г.Ухта, 1991 г.). Основные результаты диссертационной работы изложены в 5 производственных отчетах.

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 3 научные статьи в научно-технических журналах.

ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, четырех глав и за ключ« ння. Содержит 100 страниц машинописного текста, 30 рисунков, б таблт Список литературы включает IG5 наименований.

Автор благодарен научному руководителю д.г.-м.н., профессору

кафедры "Теоретические основы поисков и разведки нефти и газа" ГАНГ

ам.И.М.Губкина М.М.Зллансис^у за консультации и наставления.

Автор выратает свою благодарность научному »руководителю

кандидату технических наук, доценту кафедры РЭНГМ и ПГ Ухтинского

Индустриального института A.A.Мордвинову за консультации по вопросам

разработки месторождений вязких нефтей и помощь в организации гамма* ж

спектральных измерений.

Автор благодарит член-ко рр. РАЫ1, д.г-м.н., проф. Э.М.Халиыова, ц.г-м.н-, проф. В.И.Азаыатова, к.г-м.н. А.В.Дроздова, к.г-м.н. И М.Федина, А.П.Куликова, В.Н.Бескова, А.Г.Беляева, Б.Н.Горновича,

0.Г.Буракова за содействие работе и консультации.

'Завершению работа способствовали творческие контакты и дискуссии ; сотрудниками ПечорНИПИнефти А.П.Базылевым, И.А.Куклиным, Т.М.Фадде-звой, В.Е.Кленовой.

Автор выражает благодарность Л.М.Паршиной за организационное зодействие диссертационной работе и Е.Н.Титаренко за практическую помощь, оказанную при разработке метрологического сопровождения зпектральных измерений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность изучения карбонатных коллекторов на стадии разработки залежей в условиях эксплуатационного бурения, сформулированы задачи исследований и методы их решения, указаны основные защищающие положения.

В первой главе представлен обзор существующих методик изучения карбонатных коллекторов по результатам исследований эксплуатационных скважин по сокращенному комплексу геофизических методов. Последовательно рассмотрены применяемые на практике методические приемы определения пористости и нефтеводонасыщенности пласта, выделения коллекторов в неоднородных разрезах, указаны их недостатки.

На практике количественное определение характеристик ооъекта разработки по данным ГИС сводится к следующим операциям:

1. Обоснование зависимостей ывжду параметрами коллектора и характеристиками физических полей, используемых при каротаже скважин.

2. Обоснование в конкретных условиях выполнения информативности геофизического метода.

а

Первая операция выполняется по данным лабораторных исследований керна, отобранного из изучаемого разреза. Вторая предполагает определение соотношения между полезной и "лишней" информацией, получаемой в результате исследований тем или иным методом.

Многолетняя практика использования в нефтепромысловой геологии жесткой стандартизации лабораторной базы исследовательских работ привела к негативным, трудно исправимым результатам. Разработанные для поровых коллекторов лабораторные методы исследований использовались и используются применительно к сложно-построенным карбонатным коллекторам без соответствующей адаптации. В результате этого коллектору присваивается характеристики реально ему на свойственные, а геологические модели задеяей, построенные на основе этой информации, непоследовательны и внутренне противоречивы.

В связи с этим особую методическую трудность представляет интерпретация результатов прокыслово-геофизическнх исследования в наклонно-направленных скважинах при увеличенном диаметре ствола. Между тем на стадии разработки именно такие скважины является главным источником информации о коллекторах. С другой стороны не существует надежной методической базы, позволяющей уменьшить "мешаодую" информацию. По этой причине геофизические методы, сопровождающие эксплуатационное бурение, недостаточно информативны.

Таким образом, используемые методики оценки параметров коллекторов по данным отдельных методов недостаточно эффективны для карбонатных разрезов. Для них присущ общий недостаток - низкая достоверность результата, обусловленная причинами как объективного, так и субъективного порядка. С одной стороны - это широкое разнообразие текстурно-структурных и диалогических особенностей пород, с другой - унифккацю лабораторной базы исследовательских работ и отсутствие методических

приемов адаптации данных ГИС к условиям эксплуатации залежей.

Вторая глава посвящена геолого-геофизической характеристике коллекторов нижнеперыско-каменноугольной залежи высоковязкой нефти. В течение всего периода освоения продуктивные карбонаты исследовались стандартными лабораторными методами.

Литолого-петрографическое изучение позволило определить основные разности пород, составляющих разрез заявки. Доминируют известняки и переходные к доломиту разности. Заглинизированность пород незначительна, керн чистых доломитов поднят в ограниченном объеме.

Пустотное пространство карбонатов изучалось по методу Преображенского. Пористость коллекторов достигает максимальной величины -3£й. Широкий диапазон колебаний пористости (от 3 до 3675) позволяет предположить, что формирование полезной емкости коллектора обусловлено различными факторами - тектоническим, гидрогеологическим, процессами доломитизации и эволюции насыщающих флюидов. В работе предпринята попытка оценить влияние доломитизации на коллекторские свойства нижнепермско-каменноугольных карбонатов. С этой целью вся имеющаяся коллекция образцов по величине относительного параметра-Са0/1!<|о (М^о/СаО) разделена на четкре группы соответствующие литоти-пам: известняки, доломитистьте известняки, доломитовое известняки я доломиты известковистнв. Для каядой из групп пород построены полигоны распределения открытой пористости, анализ которых показал отсутствие четких закономерностей между степенью доломитизации и открытой пористостью.

Методы капияяриметрии и центрифугирования показали, что в продуктивных карбонатах содержится остаточная вода. Известно, что остаточная вода представляет собой суммарное содержание в породе физически

связанной и капилярно-удержанной воды (З.Ц.Доорынин, Ь.И.Вендеяыией1 Д.А.Кожевников, 1991 г.). Для терригенных поровък коллекторов остаток ная вода традиционно ассоциируется о глинистой составляющей. В изучаемых карбонатах, нерастворимый остаток в которых невелик, содержание остаточной воды обусловлено аномальными свойствами поверхности кодлв! тора.

Исследователи, занимавшиеся изучением зависимости мезду скоростными характеристиками и емкостью коллекторов низшей перми и карбона (И.А.Куклин, Д.А.Крысанова,1хА.матушкин!и др.) пытались подучить обобщенную длл зс-;; зггзтйпс» саь::с:шаст'ь. ;,диаи:о эти попытки

оказались безуспсшгыия, ьос^мът/ связи на облагали достаточной тесне той. Дифференцированный подход к определительским работам, приыененнь в последние годы, позволил установить связи меаду акустическими и емкостными параметрами отдельно для известняков и переходных разксстоЯ (И.А.Куклин, 1990 г.).

Из параметров, характеризующих фильтрационные свойства, изучала с главным ооразоы газопроницаемость по керну. Хорошо известно, что газо проницаемость существенно выше, чем нефтепроницаеыость, и поэтому эти определения не могут объективно охарактеризовать коллектор.

Таким образом, стандартные лаоораторные исследования скорее оооз начали необходимость более детального и углубленного изучения карбона ного керна, нежели объективно оценили параметры коллектора.

Природа повышенной естественной гамма-активности карбонатов долгое время была неясна. Изучением этого явления занимались Н.Д.Авдеев, Л.А.Крысанова (19/7 г.). Ими оыло установлено, что интервалы активных по гамма-излучению карбонатов приурочены, в основном, к зоне ШК и связаны с коллекторскиш свойствами. Позже было высказано предположение о развитии в зоне ВШ интервалов вторичной доломитизации (Л.ВЛ1отейко, А.Л.Куклин, 193Г г.).

В процессе раооты над диссертацией автором разработана методика гамма-спектральных исследований горных пород, почв, грунтов и выполнен достаточно большой объем измерений нефтенасыщенного керш из интервала нюней перми и карбона, ¿Ягодина позволяет определить концентрации естественных радионуклидов и, в сравнении с другими, имеет неоспоримое преимущество: геометрия измерений наилучшим образом моделирует измерения в скважинах.

Методика предполагает снятие гашз-спектров на низкофоновэй установке, созданной автором на базе отечественного анализатора импульсов

блока детектирования ьДОГ-22, блоков питания и свинцового "домика". Геометрия измерений ^-внешняя реализует способ разных времен. Для количественного определения в навесках естественных радионуклидов разработаны стандартные образцы состава карбонатных пород СШ 00Х-901С40, СШ 002-90ТЬ, СОП 003-У0Ц. Практически стандартные образцы представляют собой фигурные жестяные контейнеры одинаковых габаритов, в которых расположена обогащенная соответствующим элементов мраморная крошка строго фиксированного веса. Методика разрабатывалась в виде стандарта предприятия, на базе которого разработан соответству-ощий руководящий документ.

Выполненные исследования позволили установить преимущественно урановую природу естественной активности изучается карбонатоз. С целью выяснения какие именно составляющие коллектора (твердая фаза или насыпающие флюиды) содержат максимальные концентрации урана, а процессе раооты пнполнвны геохимические анализы вефтей. Сопоставление результатов гамма-спектральных измерений, минералогических и геохимических анализов позволило установить, что между содержанием урана и такими составлявшими коллектора, как доломит и битумоиды, существуют зависимости. Таким образом, соединения урана содержатся как в твердой фазе

коллектора, так и в насыщающей его нефти.

Этот результат аналитических работ позволил автору для характеристики коллектора ввести новый параметр - суммарное содержание тех составляющих коллектора, х^зрыэ содержат уран (или его соединения). Физический смысл этого параметра - масса вещества, обуславливающая естественную гамма-активность продуктивных карбонатов. Хорошо известно, что интегральный гамма-метод традиционно используется для определения глинистости коллекторов. Установленная автором особенность коллекторов нижней перыи и карбона диктует нестандартные аспекты использования обычного гамма-метода для оценки их характеристик.

Естественным следствием выполненных аналитических работ стада необходимость разработки методики комплексной интерпретации результатов геофизических исследований. Хорошо известно, что обычный гаыма-ыетод относится к основным методам эксплуатационных сквазин.

В третьей главе приводится '.^основание методики интерпретация результатов сокращенного комплекса, проводимого в эксплуатационных скважинах. На стадии разработки изучение разреза является ке основной, а сопутствующей проблемой. Основные объемы гидродинамических исследований приходятся на несколько первых лет нобичи, ограничены объемы отбираемого керна и геофизических исследований. Кроме того, геофизическое сопровождение эксплуатационного бурения, поставленное в зависимость от условий выполнения, информативно обеднено и страдает качественно. В такой ситуации построже допуски ?лянсй сггл^: всей имевшейся информации возможно лиоь с применением определенных методических приемов, в частности методов вероятностного моделирования. Для решения поставленных задач нами реализован комплексный подход, т.е. последовательное конструирование вещественных, идеальных и логико-математических моделей. Сравнительно простая аналитическая форма связей ыеаду

зазличными параметрами коллектора позволила разобраться в специфичес-сих чертах объекта изучения и наметить направления использования [дзальных моделей.

К элементам идеального моделирования относится поиск и обоснова-ше модели коллектора. Объект изучения определен нами как ыногокомпо-тнтная система, содержащая в качестве твердой фазы в различнь-х соот-юшэниях ряд "известняк-доломит", неподвижные (или малоподвияше) ¡итумоиды и терригенную примесь. Включение неподвижных (малоподвижных) 5итуыоидов в твердую фазу коллектора предусматривает частагшуэ гвдро-[юоизацш) ого поверхности. Яидкая фаза представлена нефтью и водой, градационно оцениваемыми коэффициентами нефтевэдонасвденности. Эти параметры признаны существенными, подлежащими определению в первую очередь. С целью их определения велся поиск зависимостей ыезду кажущимися геофизическими параметрами и существенными характеристиками коллектора, г.е. аналитическое обоснование прямых задач каротажа с учетом специфических особенностей коллектора. Зса предлагаемые модели обоснованы хаоораторныии исследованиями керна, существующими представлениями о :вязях "физическое поле-порода" и материалами каротажа. Для описания эзаимозависиыостей мезду показаниями интегрального гамма-метода и эбъемным содержаний! активной по урану массы К предложена модель зледующего вида:

/ . А^Г + 3tI5 t а4

где Дty - видоизмененный двойной разностный параметр ГУ

У4 - коэффициент пропорциональности, учитывающий нелинейность

связи "физическое поле-вещество" 3,15 - постоянная величина, несущая смысл фоновой составляющей.

С целю обоснования качественных геофизических характеристик, отвечавших гидрофобизированноЯ породе, автором сконструирована модель абсолютно гидрофобного коллектора. В условиях нижней перми и карбона гвдрофобизированным коллекторам отвечают качественные характеристики гхян и глинистых разностей. По данным каротажа базовых по ннфорыаци-

махсикалыю гидрофобизированных пород, которая является аналогом

известной связи Рн * (Кв). Последняя традиционно активно используется для оценки коэффициентов нефтеводонасыщенности.

Предложенные автором решения прямых задач каротаяа с учетом особенностей нижнепермсхо-каменноугольного коллектора подразумевают получение ряда специфических характеристик, необходимых для его освоения или подсчета запасов. Так, для определения нефтеводонасыщенностя не-

предусматривает определение кажущегося водородосодержания, которое лишь косвенно отражает емкость. Хорош известно, что обычные способы определения Кц предполагает известной величину пористости. Для характеристики разрезов, аналогичных разрезу нижней перми и карбона Усин-ского местороздения автор предлагает использовать универсальные параметры. В качестве такого параметра предлагается величина »¿^ - К[ которая несет смысл пористости, насыщенной подвижной водой и извлекаемой нефтью. Использование этого параметра предпочтительней дифференцированного подхода в раздельному определению коэффициентов пористости и нефтеводонасыщенности, т.к. последние для коллекторов различной смачиваемости несут различную смысловую нагрузку. Такой параметр, как насыщенная емкость в равной степени может быть использован как для гидрофильного, так и для гидрофобного коллектора, поскольку по определению опирается не на объем пустотного пространства, а на объем породы в целом.

онной нагрузке скважин получена зависимость

возможно использовать зависимость

Методика предусматривает отнесение пласта к коллектору исходя из его естественных возможностей и технологии освоения. Следуя логике событий, должно существовать некоторое гракичкоэ значение насыщенной еыкрсти, выше которой пласт будет отдагать продукт без принуждения, и по этому признаку по определению должен быть отнесен к коллектору. На началышх стадиях освоения основным средством воздействия является депрессия ка пласт. Минимальная депрессия, при которой коллектор отдает продукт, устанавливается в перлнв года эксплуатации по данным гидродинамических исследований. Это технологический предел коллектора, который максимально приближен к кондиционному пределу, устанавливаемому по величина абсоллтной проницаемости. По маре углубления процесса разработка технологические показатели будут значительно меняться, т.е. технологический предел - это некоторая "пяазаяязя" граница, которая зависит от конкретных средств воздействия на пласт, lia разных этапах освоения один я тот тэ пласт мо'-кат оыть или не быть коллекторе^.

Для карбонатов нижней .торми и карбона на нччзло эксплуатации по фактическим индикаторным диаграммам, отражавшим работу самого плохого коллектора, предельное значение насыщенной емкости определено в 0,о. Ио этой величине ведется индикация коллектора.

Методика предусматривает определение литологии коллекторов с использованием модели связи насыщенной емкости и минералогической плотности б^ . Критические значения для те;; или инкх литотипов установлены нами по результатам лаборатории* определений.

1£етодика предусматривает оценку коллектора по степени гндрофоби-зашга. По данным методов сопротивления и интегрального гамма-метода определяется показатель скачивзруостя - .".C.V. Кр::?:пгесхн9 значения ПСУ для гидрофильных, промежуточных и гидрофобных разностей установлены автором по данным каротажа базовых по информационной нагрузке сква^шн.

Известно, что генетическое и морфологическое многообразие типов пористости, характерное для карбонатов, не находят своего отражения в кажущихся параметрах физических полей. По этой причине раздельное определение типов пористости по данным какого-то одного метода исклю чено. При наличии в комплексе качественных геофизических исслвдовани акустическим методом, что трудно выполнимо в условиях наклонно-напра] ленного бурения, возможно определение типа коллектора.

Четвертая глава посвящена уточнению представлений о геологическом отроении няжнепермско-каменноугольной залежи Усинского месторовд* ния на основе комплексного анализа геолого-геофизической и промыслов« информации, полученной в процессе ее освоения.

Разведка залежи проводилась исходя из представления о массивном строения карбонатного резервуара с единой гидродинамической системой, с доминирующим распространением поровых коллекторов.

Накопленные за более, чем двадцатилетний период интенсивной эксплуатации разнообразные, порою противоречивые факты породили столь же многочисленные гипотезы о геологическом строении и происхоздении нижнепермско-каменноугольной ловушки.

Геология этого уникального объекта привлекала внимание таких исследователей как Н.В.Сазонов (1970 г.), А.И.Сало (1970-1972 гг.), Ц.Г.Савинкин (1972 г.), И.Д.Авдеев (1977 г.), Д.А.Крисанова (1977, 1978 гг.), 11.А.Груздева (1900, 1981 гг.), Н.Н.Лерс01Я (1901 Р.), С.С.вЛох (19Ы1 г.), В.Я.Иарьенко (1982 г.), А.И.Галкин (1981, 1984 гг. В.И.Вреыенхо (1984 г.), В.Н.Ыакаревнч (1934 г.), А.А.Султанов (1964 г. ¿.Л.Иорагшгсв (1960, 1984 гг.), И.С. Гутман (198Ь г.), Д.А.Йетухов (19<3й, ¡93? гг.), З.Л.Халииов (1937 г.), Л.Н.Нотейко (1978, 1984, 198Ь, 1990, 1992 гг.), В.Е.Кленова (1993 г.) и другие.

По мнению этих исследователей продуктивные породы генетически риурочаны иди к органогенной постройке рифового генезиса, или к ластовым детритовьгы карбонатам, или к пластово-массивному образовано.

а основу рифовой гипотезы легли данные сейсморазведки ¡¿ОГТ, рэ-ультаты лабораторных исследований керш и стандартного комплекса ИС. Результаты исследований МТ оформили структуру в отложениях ижней перми и карбона, установили увеличение их мощности на Усинской ясдади и, таким образом, определили морфологию объекта.

Лабораторные исследования хера, направленное на из.олпчесяоэ беспечение комплекса ГИС, решала задачи подсчета запасов, т.е. задачи :угубо практического характера.

Проыыслово-геофизические исследования не внесли ничего сущестзен-ю нового в сформировавшая по материалам '&ГГ представления о стро-)нии резервуара.

Таким образом, фактические данные стадии разведки лишь в некоторое положениях обосновали рифовуа природу ловушки, предопределив тем шля* проблему детального изучения резервуара на стадии эксплуатации.

При проектировании систем разработки геологические службы исходи-и из представления о пластовом строении залежи (Ц.А.Груздева, 1961г., 1.Я.Персова, 1981 г.,U.C. 1>тман, Î9di г. и др.). В основу этих пред-•тавлений положены материалы эксплуатационных скважин, исследованных 10 сокращенной программе. 'Методической базой структурных построений »служили результаты оперативной интерпретации геофизических матери-1лов и корреляции разрезов скважин.

Между тем, лабораторные исследования керна долгов время выполня-шсь без согласования с требованиями интерпретационных служб, и?з гчета объемов и качества геофизических исследований. Так, по карбонат-

нону керну, поднятому из интервалов перын и карбона, выполнен большо! объем исследований плотности, необходимый для интерпретации результатов гамма-гамма методом (ГОД. Хорошо известно, тем не менее» что в наклонно-направленных стволах качественные исследования ГГМ трудно выполнимы. Этим объясняется эпизодическое исследование продуктивных карбонатов в поле рассеянного гамма-излучения. В то же время» при выполнении в каждой эксплуатационной скважине исследований интегральным гамма-методом и при известной проблеме повышенной естественной радиоактивности продуктивных карбонатов (Н.Д.Авдеев, Л.А.Крысанова, 1977 г.) специальное изучение радиоактивных свойств было начато тольк в 1990 году (А.А.Мордвинов, Л.В.Потейко). Несколько позже скважин ныв гамма-спектральные измерения, выполненные в ПО "Коминефтегеофизика", подтвердили результаты этих исследований и вывод о преимущественном содержании в карбонатах соединений урана. В основной массе образцов (613) содержание урана близко к кларковому (2,5 • КГ4^ по А.Н.Пего-еву). Третья часть исследованного нефтенасыщенного керна содержит этот элемент от 3.10-% до 10.1(Н5в.

Новые сведения о свойствах продуктивных карбонатов поставили автора перед необходимостью пересмотра традиционной модели коллектора. Результаты аналитических работ к особенностям карбонатов нижней парии и карбона позволяют отнести не только литолого-структурные характеристики, но и частичную гидрофобкзацио его поверхности.

Анализ результатов обработки данных сокращенного комплекса геофизических исследований по разработанной автором методике позволил сделать следующие выводы:

1. ьолее 132» всех обработанных пластов в той или иной степени гидро-фобизированы и требуют специальной технологии освоения;

2. Количество гидрофобизированных разностей увеличивается вниз по разрезу;

3. Отмечается определенная тенденция приуроченности гидрофобизирован-ных разностей и долоыитизированнгш.

Неизбежным следствием таких выводов является конструирование возможных схем происхождения коллекторов и ловушек, подобных нияне-пораско-каменноутольной залога Усинского месторождения. Автором проведет корреляция разрезов разведочных скважин вдоль Колвинского мегава-ла, включающая Усинскуо, Возайскую и Харьягинскуа нефтеносные структуры . В качестве локального репера использована кровля серпуховских ангидритов , имеющих стабильную геофизическуа характеристику. Усинокая структура по отложениям нижней перья и карбона интенсивней дислоциирована и гипсометрически располагается вше сопряженной Возей-ской структуры. Явно обозначилась невыдержанность мощностей ззрхно-пермской глины, являющейся покрышкой залежи. Установлено сокращение толщин карбонатной лерки и карбона с северо-запада на юго-восток, что свидетельствует об устойчивой регрессия в конце каменноугольного-а раннепермское время. Повсеместно карбонатные комплексы перекрыты нон-тинектпльнкыи отложениями, что объясняется наличием глубокого размыва палеовала (или системы палеовалов), существовавших некогда в современных границах Колвинского мегавала. Пребывание уяе заполненной ловушки, существовавшей некогда в современных границах УсинскоЙ структуры, в приповерхностных условиях привело к глубоким изменениям коллекторов а :г: н^сго-эдых флю:;^. Твердая «¿аза претерпела перекристаллизацию, обогащение доломитом, углеводороды, потеряв легкие фракции, изменились качественно. Воздействие активных агентов зоны гипергенеза древних геологических эпох на коллекторы выразилось в изменении их поверхностной активности. Гвдрофобизация коллекторов шла без явной направленности и закономерности как по разрезу, так и по площади. Детальным анализом удается лишь обозначить некоторую тенденция приуроченности

го

измененных разностей к нижним частям осваиваемого разреза.

По существующим представлениям о генезисе месторождений углеводородов существование системы палеовалов ассоциируется с древними зонами нефтегазонакопления в границах современного Колвинского мега-вала (В.И.Еременко, 1384 г.). В отложениях, подвергшихся эрозии, дол ны сохраниться следа некогда существовавших залежей (з виде скоплени битумов). Степень неооратимых преобразований древних залежей определ ется активность» гипергенного воздействия, что находит прямое отража ние в качественном составе и свойствах как пород коллекторов, так и продукта их насыщающего.

Практически отсутствуют методики выделения залежей углеводородо! подобного типа. Анализ опыта изучения нижнепермско-каменноугольной залежи Усинского месторождения нефти позволил автору сформулировать ряд обязательных характеристик,для объектов, испытавши воздействие активных агентов зоны гипергенеза древних геологических эпох. Процесс преобразования оказывают существенное, а иногда решающее влияние на емкостные и фильтрационные характеристики коллекторов, в конечном счете определяют их отдающие свойства.

В заключении сформулированы основные выводы и рекомендации, выте каюцив из результатов диссертационной работы, которые могут быть сведены к следующим положениям.

1. Даоораторные гамма-спектральные исследования керна позволили повысить информативность интегрального гамма-метода в разрезе нижней перми и карбона Усинского месторождения.

2. Карбонатный коллектор высоковязяой нефти представляет собой многокомпонентную систему, содержащую в качестве твердой скелетной фракции в различных соотношениях ряд "известняк-доломит", неподвижные

(или малоподвижные) оитуыоидо и пластичнуи (торригеннул) составляющие. К существенным параметрам (особенностям) такого коллектора отнесены яитолого-структурныэ характеристики и аномальные поверхностные свойства.

3. Определение основных параметров коллектора возможно лишь при. -шсле-довательном применения методов вероятностного моделирования.

4. Нижнепермако-каменноугольная залежь Усинского месторождения претерпела вторичные изменения, свтзанные с пребыванием уже заполненной ловушки в зоне гипергэнеза в древние геологические эпохи. Твердая фаза карбонатов, слагающих рчзрвз залежи, претерпела перекристаллизации, обогащение доломитои, углеводороды потеряли легкие фракции и изменились качественно. Прггэтом происходил процесс воздействия

>

насыщающих флюидов на поверхностную активность коллекторов и перераспределение а них поровой зоды.

0. Освоение трехсотметрового разреза карбонатов различной смачиваемости, литологии и структуры перового пространства методами традиционного заводнения вовлечет в работу лишь наиболее проницаемые'гидрофильные коллекторы. Эти разности приурочены, в основном, к верхним частям разреза.

д. Коэффициент охвата процессом может быть увеличен применением комбинированных технологий, которые предусматривают увеличение коэффициента нефтеотдачи за счет искусственной гидрофилизации поверхности коллектора. Применение комбинированных технологий наиболее оправдано а интервалах, приуроченных к зоне ВНК.

В ДИССЕРТАЦИИ ЗАЦИЩДСЯ

1. 51етодика лабораторных гамма-спектральных исследований проб горных пород, почв и грунтов.

--------— «V*

2. Геологичеокая модель литологичеоки неоднородного карбонатного коллектора, содержащего высоковязкую нефть.

3. Методика определения коллектором« свойств по материалам сокращу ного комплекоа геофизических исследований эксплуатационных скважин.

Основные пояожвния диосертв1^й опуС)т1ковпны в'оледувдих работах!

X. Комплексное изучение карбонатных коллекторов нижнепермоко-каменноугольной залежи Уоинокого месторождения на стадии эксплуатации. - В кн.Повышение эффективности нефтедобычи на Европейское северо-востоке. СО. иаучн. тр. ПечорШШнефти, - Ы, ВШИОЭНГ, 1936, с.50-52.

2. Диалогическое отроение раареаа по материалам ШС. - Геология нефти и гааа, 1987, 9 В, о.20-31 (в сойвторстве а Куклиным И.А.).

" ЗГ Оцвнка характера наомщения стандартными электрическими методами -в условиях екоплуатацнопмого бурения. - В кн.Передовые технологи» разведки и добычи полезных ископаемых, особенности строительстве и экологии на Крайнем Севере. Сб. иаучн. тр. ХУ Республиканского семинара в г.Воркуте 22-24 марта 1990 г.* Сыктывкар, Х990, а.164-168 (в соавторстве с Куклиным И.А.).