Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Методика выделения и оценки глубокозалегающих карбонатных коллекторов мела и верхней юры ЧиАССР по комплексу геолого-геофизических данных

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

Автореферат диссертации по теме "Методика выделения и оценки глубокозалегающих карбонатных коллекторов мела и верхней юры ЧиАССР по комплексу геолого-геофизических данных"

МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "СОЮЗПР ОМГЕОФИЗИК А "

На правах рукописи Барминский Михаил Адольфович

УДК 550.832.05:552.54 (470.6о<)

МЕТОДИКА ВЫДЕЛЕНИЯ И ОЦЕНКИ ГЛУБОКОЗАЛЕГАЮ. КАРБОНАТНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ МЕЛА И ВЕРХНЕЙ ЮРЫ Ч И АССР ПО КОМПЛЕКСУ ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ДАННЫХ

Специальность 04.00.12 - геофизические методы поисков и

разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата геолого-минералогических наук

МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "СОЮЗПРОМГЕОФИЗИКА"

На правах рукописи Барминский Михаил Адольфович

УДК 550.832.05:552.54 (470.6о)

МЕТОДИКА ВЫДЕЛЕНИЯ И ОЦЕНКИ ГЛУБОКОЗАЛЕГАЮиЛХ КАРБОНАТНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ МЕЛА И ВЕРХНЕЙ ЮРЫ Ч И АССР ПО КОМПЛЕКСУ ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ДАННЫХ

Злецнальность 04.00.12 - геофизические методы поисков и

разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата геолого-минералогических наук

Работа выполнена в Грозненском нефтяном институте име ни М.Д.Миплионщикова и в Научно-исследовательском и проек-тно-конструкторском институте геофизических исследований . Министерства нефтяной и газовой промышленности.

Научный руководитель - доктор геолого-минералогических

наук, профессор Итенберг С.С.

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических на]

профессор Вендельштейн Б.Ю.; доктор технических наук, профессор Сохранов H.H.

Ведущее предприятие - Северо-Кавказс!кий государственный

научно-исследовательский и проекти институт нефтяной промышленности.

Защита состоится * 29 * июня 1990 г. в 12 часов на заседании специализированного совета К071.18.01 при научт производственном объединении "Союзпромгеофизика* по адресу 170000, г.Калинин, ул.Правды, 126.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НПО "Союзлромгеофизика*.

Автореферат разослан " '__1990

Ученый секретарь специализированного совета, доктор геолого-минералогических наук

В.Я.Соколов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Карбонатные отложения мела и верхней юры ЧИАССР на протяжении многих лет являются главными объектами разведки и эксплуатации. Именно с ними связаны основные лерслективы дальнейшего увеличения добычи нефти и газа на глубинах свыше 4,5-5 км.

Практически на протяжении всего лериода разведки изучаемых отложений многими исследователями велись работы по разработке и совершенствованию методов их изучения. На примере верхнемеловых отложений были разработаны и опробованы различные методы скважинных исследований и методики интерпретации лромыслово-геофизических данных с целью выделения и оценки карбонатных коллекторов сложных типов.

Однако проблема изучения карбонатных коллекторов трещит.-ных типов, какими являются глубокозалегающие коллекторы рассматриваемых отложений ЧИАССР, далека еще от своего полного решения. Недостаточно обоснованы петрофизические и методические основы количественной интерпретации данных каротажа в глубокозалегающих низколористых карбонатных отложениях, особенно, в литологически неоднородных коллекторах валанжинско-го яруса нижнего мела и верхней юры. Отсутствуют падежные способы оценки глинистости и трещиноватости пород и учета их влияния на показания различных геофизических методов. Существующие методики определения емкостных свойств глубокозалегающих карбонатных коллекторов ЧИАССЛ1, как правило, базируются на использовании данных ограниченного геофизического комплекса (в основном БК, НГК, ПС и, в меньшей степени, АК) не нашли еще достаточного применения материалы современных методов каротажа и, прежде всего, плотностного и компенсированного нейтронного каротажа. Всё это требует совершенствования применяемого комплекса ГИС, петрофизических и методических основ интерпретации получаемых данных.

В свете изложенного разработка методики изучения рассматриваемых коллекторов по данным геслого—геофизических исследований является актуальной задачей и имеет научной и практическое значение.

Целью диссертационной работы является разработка и усовершенствование методики выделения и оценки глубокозалегающих карбонатных коллекторов мела и верхней юры ЧИАССР по

комплексу геолого—геофизических данных.

Основные задачи работ:

- летрофизическое и методическое обоснование интерпретации данных геофизических исследований глубоких скважин, в том числе, современных методов каротажа;

- разработка и совершенствование методики комплексной интерпретации лромыслово-геофизических материалов с целью определения емкостных свойств изучаемых пород;

- исследование информативности современного комплекса ГИС при выделении и оценке рассматриваемых коллекторов.

Научная новизна

1. Впервые ло данным экспериментальных исследований установлено существенное влияние поверхностной проводимости глинистого материала нерастворимого остатка на электропроводность низколористых карбонатных отложений и предложен способ учёта этого влияния на показания электрического каротажа.

2. Выявлены новые особенности строения порового пространства глубокозалегающих карбонатных коллекторов ЧИАССР, влияющие на результаты интерпретации данных каротажа. Доказано наличие закрытой пористости в лородах верхнего мела.

3. Создано летрофизическое и методическое обеспечение интерпретации данных ГИС в сложных, литологически неоднородных отложениях валанжинского яруса и верхней юры ЧИАССР.

Практическая ценность работы. Разработанные методы изучения глубокозалегающих карбонатных отложений мела и верхней юры ЧИАССР повышают достоверность выделения и оценки коллекторов и определения лодсчётных параметров приуроченных к ним залежей нефти.

Реализация результатов работы в промышленности. На основе вылолненйых исследований разработаны методические рекомендации ло изучению глубокозалегающих карбонатных пород ЧИАССР, которые в производственном режиме используются в ПО Трознефтегеофизика" при выдаче лромыслово-геофизических заключений ло скважинам и применяются при подсчётах- запасов нефти и газа в изучаемых отложениях месторождений республики, выполняемых в институте СевКавНИПИнефть.

Основное защищаемое положение

Методика комплексной интерпретации данных каротажа с целью количественной оценки емкостных свойств рассматриваемых пород, отличающаяся от существующих более обоснованной оценкой глинистости ло ГК, учётом ее влияния на показания различных методов, более полным учетом трещиноватости на материалы бокового каротажа, а также ислольэованием полного комплекса ГИС.

Апробация паботы. Отдельные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-практической конференции "Совершенствование разработки нефтегазовых месторождений Восточного Предкавказья и Грузии" (г.Грозный, 1987 г.), семинаре молодых учёных "Геологические, геофизические, геохимические информационные системы исследования георесурсов, геопроцессов, достижения, проблемы, перспективы'' (г.Москва, 1988 г.)- В полном объёме работа рассматривалась на заседаниях Учёного совета НИИГИ (г.Грозный, 1990г.) и кафедры промысловой и разведочной геофизики Грозненского нефтяного института (г.Грозный, 1990 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 работы.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и содержит 91 страницу машинописного текста, 35 рисунков, 2 таблицы, 2 текстовых приложения и список используемой .штературы из 82 наименований.

Диссертационная работа выполнена с втором в течение 1986-1990 гг. в период работы в Научно-исследовательском и проектно-конструкторском институте геофизических исследований и учёбы в заочной аспирантуре Грозненского нефтяного института имени академика М.Д.Миллионщикова под руководством доктора ге о лого-минералогических наук, профессора С.С.Итен-берга и кандидата геолого-минералогических наук А.Ф.Боярчу-ка. Большую помощь в работе оказали также кандидаты геолс-го-минералогических наук Г.А.Шнурман и А.Л.Брайловский. Всем автор выражает искреннюю благодарность.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе рассмотрены особенности геологического строения и коллекторских свойств глубокозалегающих карбонатных отложений мела и верхней юры ЧИАССР, а также современные представления о строении трещинного коллектора применительно к изучаемым породам.

Основные сведения о стратиграфии, литолого-летрографичес-ком строении, нефтегазоносности карбонатных меловых и верхнеюрских отложений рассматриваемого региона обобщены в работах А.С.Сахарова, Е.Ф.Лозгачёвой, К.И.Смольяниновой, А.Е.Салама-тина, Т.А.Даниленко, И.К.Жлобинской и др.

Изучаемые в диссертационной работе продуктивные породы надсолевого комплекса верхней юры представлены, в основном, микрозернистыми, органогенными, детритовыми, оолитовыми глинистыми известняками, претерпевшими значительные лостседи-ментационные преобразования (перекристаллизацию, доломитизацию, сульфатизацию, выщелачивание и др.). По типу залежи углеводородов здесь относятся к массивным. Мощность надсоле-вой толщи колеблется от 150 до 200 метров.

Перекрывающими верхнеюрские отложения являются породы берриасского яруса нижнего мела, сложенные алевролитами, глинами, ангидритами, алевритисто-глинистыми известняками. Мощность яруса при довольно постоянном литолсг ическом составе меняется от 50 до 100 метров.

Мощную толщу валанжинского яруса нижнего мела слагают, в основном, карбонатные породы, представленные известняками, доломитами и доломитизированными известняками. Нижняя часть яруса представлена доломитизированными лородами, верхняя - известняками, иногда слабодоломитизированными. Эта закономерность позволяет расчленить отложения яруса на две свиты: замавкульскую (мощностью 150-250 метров) к малго-бекскую (110-250 метров).

Породы валанжинского яруса, как и отложения верхней юры, также были подвержены процессам вторичного преобразования. Однако развитые в известняках малгобекской свиты процессы аутигенного минералообраэования отрицательно сказываются на их коллекторских свойствах. Наилучшими коллекторскими свойствами обладают породы нижней части заманкульской свиты, ко-

торые благодаря развитым здесь .процессам доломитизации и растворения обладают повышенной вторичной пористостью. Это подтвердилось бурением и испытанием скважин. На ряде площадей из пород заманкульской свиты получены притоки нефти, газа и газового конденсата. Малгобекская свита в большинстве случаев водонасыщена. Между нефтеносным и водоносным горизонтами валанжинского яруса залегает пласт мощностью около 50 метров, сложенный плотными сульфатизированными известняками, доломитами и ангидритами, который можно рассматривать как надежную изоляционную покрышку продуктивной заманкульской свиты. По типу продуктивная залежь относится к плас-тово-сводовой.

Пористость глубокозалегающих пород верхней юры и валанжинского яруса по данным изучения керна в основном не превышает 3-5 %. Глинистость колеблется от 1-2 до 50 %. Повсеместно развита трешиноватость, в образцах керна встречаются открытые микротрещины шириной до 20 мкм, густота эффективных трещин - до 30 1/м. Трещинная пористость пород, определённая по шлифам, не превышает 0,1 %. Проницаемость матрицы пород составляет O.Ol-lO-3 - 0,001 -Ю"*3 мкм^ и она практически непроницаема.

По данным промыслово-геофизических исследований удельные электрические сопротивления пород валанжинского яруса и верхней юры изменяются от сотен до тысячи Ом.м, показания НГК от 5 до 9 условных единиц, естественная гамма-активность от О до 6 мкР/ч. Интервальное лремя .пробега ультразвуковой волны варьирует от 155 до 190 мкс/м, объёмная плотность от 2,6 до 3,0 г/см .

Наиболее изученным комплексом карбонатных пород ЧИАССР являются породы верхнего мела, представленные толщей биохемогенных, органогенных и биоморфных известняков с редкими прослоями глин и мергелей. Все типы известняков содержат нерастворимый остаток, содержание которого в среднем составляет 5-10 %.

В отличие от карбонатных отложений валанжинского яруса и верхней юры известняки верхнего мела не претерпели значительных постседиментационных преобразований. Мощность их составляет 300—500 метров. По типу залежи верхнемелового возраста относятся к массивно-сводовым.

Пористость пород верхнего мела, залегающих на глубинах свыше 4,5-5 км, в среднем составляет 2 %, редко превышая

4-5 %. Эффективной ёмкостью в них являются пустоты, возникшие как в результате тектонических движений, так и в процессе растворения и выщелачивания лород по трещинам. Густота трещин - несколько десятков на метр, а их раскрьггость - 50100 мкм. Трещинная пористость по шлифам не превышает ^ 0,17 %. Проницаемость образцов - около 0,001 -10-з мкм и, следовательно, матрица непроницаема.

Удельные электрические сопротивления верхнемеловых пород достигают тысячи Ом.м, показания НГК - 5-6 условных единиц, гамма-каротажа - 2-3 мкР/ч. Интервальное время изменяется от 156 до 170-175 мкс/м, объёмная плотность -от 2,65 до 2,72 г/см3.

При изучении сложнопостроенных разрезов вопрос о тиле коллектора, вскрываемых скважинами лород, имеет чрезвычайно важное значение. Наиболее изучена эта проблема для верхнемеловых лород. Работами Н.Н.Болтышева, Б.А.Тхостова, М.П.Лысенко, В.Н.Майдебора, А.В.Меркулова, А.М.Нечая, А.Ф.Боярчуха и др. доказано, что эффективная емкость изучаемых коллекторов слагается, в основном, пустотами вторичного происхождения, а матрица, как правило, непроницаема и водо-насыщена. Фильтрация в теле коллектора осуществляется по трещинам. То есть тип коллектора рассматривается как трещинный.

Аналогичный тип коллектора характерен и для глубокоза-легающих отложений валанжинского яруса и верхней юры. Проведенный анализ и обобщение данных изучения кернового материала и результатов ГИС показал, что на больших глубинах; вследствие закономерного ухудшения коллекторских свойств, практически исключается возможность нефтенасьпцения матрицы изучаемых пород, что имело место на ряде площадей в условиях сравнительно неглубокого погружения (месторождения Заманкул, Карабулак-Ачалуки, Ахлово).

Таким образом, фильтрационные свойства глубокозалегаю-щих карбонатных отложений мела и верхней юры ЧИАССР определяются практически только наличием эффективной трепшнова-тости, а емкость коллекторов обусловлена вторичной пористостью (кавернозностью). Поэтому тип коллектора в рассматриваемых комплексах можно охарактеризовать как трещинный, и именно это определяет одну из особенностей строения изучаемых в диссертационной работе коллекторов и специфику их изучения по комплексу геолого-геофизических данных.

Для обоснования возможностей различных геофизически::, методов важными являются волросы, касающиеся стрсешш трещинного коллектора, размеров, характера и ориентировки трещин в горных породах. Многие из этих волросов, несмотря на достаточный олыт изучения таких коллекторов, до настоящего времени являются дискуссионными.

На основе проведенного анализа геолого-гесфизическнх данных и обобщения современных представлений о механизме образования, закономерностях развития трещиноватостн обоснована модель трещинного коллектора, содержащего преимущественно системы вертикальных и субзертшшльных трещин и оценены наиболее вероятные значения параметров трещиноватостн. По степени влияния на результаты ГИС предложено классифицировать трещины на две группы: микротрещины (расхрытость менее 50 мкм) и макротрещины (раскрытость более 50 мм).

Микротрещины по своему влиянию на большинство геофизических, гидродинамических и деформационных характеристик близки к пустотам мезкгранулярного типа. Наличие б породе мг к -ротрещлн зачастую приводит к резкой анизотропии указанных свойстз пласта, что должно учитываться при обработке соответствующих геолого-геофизических данных.

Во второй главе рассмотрены вопросы петрофизического и методического обеспечения интерпретации данных ГИС. Зги исследования базируются на совместном анализе материалов промысловой геофизики и результатов реализации специальных программ лабораторного изучения керна. Применительно к рассматриваемым отложениям уточнены и усовершенствованы основные летрофизические зависимости и ин -зрлретационные уравнения.

Для глубокозалегаюших известняков верхнего мела ЧИАССР подтверждена правомерность полученной ранее зависимости относительного сопротивления (Р) от открытой блоковой пористости (Кпб) для этих же отложений, залегающих на глубинах до 2,5-

су -I

3 км: Р = 0,6. Выявлен нелинейный характер указанной зависимости в области низких лористостей для отложений

валанжик-зерхнеюрского карбонатного комплекса, связанный с более сложной структурой их лорового пространства, о чём свидетельствуют выполненные специальные исследования херна из изучаемых отложений методом ртутной лорометрии и по шлифам.

С достаточной для практики точностью эта зависимость во всём диапазоне изменения Кпб для указанных отложений может быть описана уравнением:

р __Одб_

с 2,1 + 0,0007/Кпб

КПб

Применительно к карбонатным породам до последнего времени« в основном, использовались интерпретационные модели обработки данных электрометрии, не учитывающие влияние поверхностной проводимости глщшстых частиц.

Однако выполненные специальные лабораторные исследования по перенасыщению образцов керна растворами Жа.СС различной минерализации и определению их удельных электрический сопротивлений в условиях, моделирующих пластовые, а также проведенный анализ геолого-геофизических материалов позволили впервые установить существенное влияние поверхностной проводимости глинистого материала нерастворимого остатка на электропроводность низкопористых карбонатных отложений. В диссертационной работе предложен способ количественного учета этого влияния на показания электрического каротажа.

На основании исследования акустических свойств образцов керна в условиях, моделирующих пластовые, а также анализа данных ГИС, подтверждена справедливость использования для определения пористости изучаемых пород по АК уравнения среднего времени. Обоснованы необходимые петрофизические константы, в том числе значение интервального времени пробега волны в твердой фазе нерастворимого остатка для известняков верхнего мела (225 мкс/м) и для пород валанжинского яруса и верхней юры (200 мкс/м), и уточнена интерпретационная модель акустического каротажа, позволяющая проводить определение открытой блоковой пористости изучаемых пород с учётом их глинистости.

Для достоверной оценки общей пористости по данным радиометрии скважин, отражающих суммарное водородосодержание изучаемых пород, большое значение имеют вопросы достоверной оценки глинистости, ее водородосодержания, наличия или отсутствия в них изолированных лор.

До настоящего времени в качестве метода, отражающего глинистость изучаемых отложений, использовались данные метот-

да ПС. Однако использование для этих целей материалов ПС в трещинных карбонатных разрезах высокого сопротивления не совсем обосновано, что обусловлено существенным влиянием на его показания, кроме глинистости, различных искажающих факторов.

Результаты лабораторного изучения общей и спектральной гамма-активности глубокозалегающих карбонатных отложений мела и верхней юры ЧИАССР показали, что радиоактивность породообразующих минералов близка к нулю, а суммарная гамма-активность определяется, главным образом, глинистостью пород (содержанием нерастворимого остатка). Поэтому в качестве метода, характеризующего глинистость изучаемых отложений, с достаточной степенью обоснованности может использоваться гамма-каротаж.

На основе анализа и обработки данных ГК и материалов херновых исследований в диссертационной работе обоснованы зависимости двойного разностного параметра ГК от объёмного содержания нерастворимого остатка для верянемеловых известняков и пород валанжин-верхнеюрского комплекса.

Проведенное всестороннее изучение свойств нерастворимого остатка позволило установить, что представлен он, з основном, гидрослюдами, а удельное водородосодержание химически связанной воды в нём близко к ранее принимаемому для вер:;-иемеловых отложений, равномуЮ %.

Данные выполненного комплекса специальных летрофизи-ческих исследований, включающего газоволюметркческий метод, реализованный с использованием гелиевого плотномера, изучение больших нестандартных ллоскопараллелькых шлифов, арген-тометрическое титрование, вакуумную декригггацию, а также стандартные способы определения полной и открытой пористости, впервые позволили выявить факт наличия и оценить величину закрытой пористости в глубокозалегающих карбонатных породах ЧИАССР, которая составила 0,8 % для известняков верхнего мела и 0,1-0,3 % для отложений валалжинского яруса и верхней юры. Практическое отсутствие изолированных пустот в породах валакжин-верхнеюрсксго карбонатного комплекса связано с имевшими здесь место з позднее геологическое зремя интенсивными процессами достседиментащюннсго преобразования. Как свидетельствует проведенное изучение шлифов, под их воздействием эти пустоты стали гидродинамически сообщающимися

посредством многочисленных каналов вторичного происхождения и микротрещин.

Для обоснования зависимости показаний НГК от водородосо-держания пород в диссертации предлагается использовать способ двух опорных горизонтов. С этой целью автором уточнены приёмы определения значений водородосодержания пласта, 'высокой* и'низкой* пористости, что позволяет с достаточной для практики точностью определять общую пористость изучаемых пород.

Для выявления возможностей нейтрон-нейтронного (ННК) и ллотностного каротажа (ГГК) для количественной оценки емкостных свойств изучаемых пород в ряде скважин месторождений ЧИАССР была выполнена специальная программа, включающая проведение расширенного комплекса ГИС, в том числе указанных современных методов. Результаты реализации данной программы и обработки полученных материалов позволили обосновать способы определения общей пористости рассматриваемых пород по данным ННК и ГГК с учётом их вещественного состава, что имеет особое значение для литологически неоднородных отложений валанжин-верхнеюрского комплекса.

В третьей главе рассмотрена усовершенствованная методика комплексной интерпретации данных каротажа с целью количественной оценки составляющих емкостного пространства глубокоза-легающих карбонатных отложений ЧИАССР.

Достоверная обработка материалов ГИС в сложнолостроенных карбонатных коллекторах с целью определения их коллекторских свойств в настоящее время является актуальной проблемой.

Наиболее широкое применение при изучении карбонатных отложений ЧИАССР получили разработанные применительно к известнякам верхнемелового возраста республики графический способ интерпретации материалов электрического и нейтронного гамма-каротажа А.М.Нечая и методика обработки данных этих методов с учётом влияния глинистости пород по ПС, предложенная БЛО.Вендельштейном и Н.В.Манычевой.

Проведенный анализ практического использования данных методик в изучаемых низкопористых, часто глинистых отложениях показал, что в большинстве случаев они не обеспечивают возможность оценки емкостных составляющих лорового пространства пород с достаточной степенью достоверности и особенно это касается литологически неоднородных пород валанжинского яруса и верхней юры ЧИАССР. Применительно к изучаемым объек-

там для этой цели практически не опробованы современные методы радиоактивного каротажа (ННК и ГГК).

На основании выполненных ;по теме диссертации теоретических и экспериментальных исследований была разработана и усовершенствована методика комплексной обработки данных ГИС, позволяющая проводить оценку емкостных свойств глубо-козалегаюших карбонатных отложений Ч И АССР с более полным учётом всех искажающих факторов.

Как уже отмечалось, для изучаемых отложений по диаграммам методов РК определяется общая пористость, но .полученные значения могут быть искажены влиянием глинистости, закрытой пористости и литологии. По АК может быть найдена пористость близкая к блоковой, которая также зависит от глинистости пород и их литологии. На блоковую пористость, определенную по относительному сопротивлению, оказывает влияние трешиноватость и глинистость.

Задача интерпретации заключается в определении исправленных за влияние глинистости и, если необходимо, литологии пористостей по АК, РК и относительным сопротивленгам, в выявлении и правильном истолковании закономерных отклонений найденных значений от пористости водонасыщенных "гранулярных* пород, что позволит определить величину вторичной пористости.

С целью более достоверной оценки величин трешинно-ка-верновой пористости автором предлагается графический метод комплексной обработки материалов БК, РК и АК, заключающийся в увязке и сопоставлении показаний, всех методов в единой системе координат. Это позволяет в значительной мере избавиться от влияния систематических погрешностей исходной информации и повысить надежность определения составляющих емкостного пространства коллекторов. От способа А.М.Нечая указанный метод отличается использованием современного комплекса ГИС, определением по ГК глинистости и учётом ее влияния на показания различных методов каротажа, а также более обоснованным учётом трещиноватости, влияющей на показания электрометрии.

Усовершенствованный графический метод комплексной интерпретации данных каротажа (например, данных БК, НГК и АК) реализуется для каждой скважины путем построения на едином

полулогарифмическом бланке- двух графиков зависимости Р=|(3нгк)и Кпа-к ^(Знгк).

С целью внесения поправок в показания НГК за влияние глинистости на графике дополнительно строится специальная палетка, позволяющая в зависимости от показаний ГК графическим способом определять вклад глинистости в общее водородосодер-жание интерпретируемых пластов и определять их общую пористость.

Исправленным за глинистость значениям Кпоб будут соответствовать новые значения вторичного гамма-излучения, которые изменят положение фактических точек в поле Р - 3 нгк , что позволяет более обоснованно подойти к определению блоковой и вторичной пористости пластов. Точки, соответствующие трещинным пластам, расположатся на графике ниже линии "гранулярных пород, а исправленная за влияние трещиноватости блоковая пористость по БК и коэффициент трещинной пористости определяются по семейству расчетных зависимостей Р = ^ ( Э нгк ) . Д/ точек, расположенных выше линии "гранулярных" пород, в качест] блоковой пористости интерпретируемого пласта рекомендуется пр* нимать среднее из значений пористостей, определенных по БК и АК.

При интерпретации данных указанного комплекса ГИС в разрезе верхнемеловых отложений после графической процедуры внесения поправок за влияние глинистости в водородосодержание по НГК полученное значение необходимо еще уменьшить на величину закрытой пористости этих пород, которая должна быть учтена при определении водородосодержания опорного "плотного" пласта.

При наличии материалов нейтрон-нейтронного и (или) плот-ностного каротажа использование методики упрощается. В этом случае отпадает необходимость в обосновании опорных пластов, а использование исправленных за влияние закрытой пористости и глинистости пористостей по ННК и (или) ГГК позволяет получить истинное положение фактических точек в полях Р-Кпннк-ггк и Кпак-Кпннк-ггк на графике, где вместо линейной шкалы показаний НГК используется логарифмическая "Кпннк-ггк". Дальнейшее определение значений блоковой и вторичной пористости проводится з соответствии с вышеописанной процедурой.

При интерпретации материалов РК и АК в литологическк неоднородных карбонатных коллекторах валанжинского яруса и

верхней юры необходимо учитывать литологию изучаемых пород. Благоприятным условием для этого является в основном двуъ-минеральный состав изучаемых пород-коллекторов (известняки и доломиты) -

Для определения литологии и обшей пористости этих пород в диссертации предлагается использовать известный графический способ совместной интерпретации данных ННК и ГГК, реализующийся путем сопоставления исправленных за влияние глинистости значений Клннк и значений объёмной плотности по ГГК изучаемых пластов на литологическом графике.

После оценки значений Кпоб дальнейшее определение составляющих емкостного пространства коллекторов валанжин-верд» неюрского комплекса проводится вышеописанным графическим способом совместной интерпретации данных БК, АК и радиометрии.

Как показали результаты опробования данной методики не материале различных площадей ЧИАССР, она позволяет проводить определение емкостных параметров лрактичёскл во всем диапазоне изменения коллекторских свойств и, прежде всего, глинистости изучаемых отложений, что не обеспечивается существовавшими методами интерпретации данных каротажа. Статистический анализ результатов комплексной интерпретации материалов ГИС по глубоким скважинам ЧИАССР показал, что абсолютная погрешность в определении вторичной пористости по разработанной методике составляет +.1,2 %. При этом с вероятностью 90 % погрешность в оценке Клвт будет находиться в пределах + 0,5 %. Исходя из анализа возможных ошибок в определении Кпоб, Клб и Клвт, наиболее достоверные результаты будут получены при использовании средневзвешенных по разрезу скважины и площади значений вторичной пористости, так как вследствие случайного характера большинства ошибок погрешность в оценке среднего значения Клвт существенно снизится.

Поскольку в большинстве скважин старого фонда, а 'также в ряде бурящихся скважин по различным причинам исследования современными методами РК (и прежде всего ГГК) могут быть не проведены, в диссертационной работе рассмотрены вопросы оценки емкостных свойств литологически неоднородных отложений валанжинскЬго яруса и верхней юры по данным ограниченного геофизического комплекса, включаюшегд БК, АК и НГК (ННК).

Исходя из особенностей строения изучаемых лород, ".втором разработан комбинированный подход к 'оценке общей пористости ло данным указанного комплекса. В разрезе заманкуль-ской свиты валанжинского яруса, представленном породами повышенной доломитизации и пористости, определение общей пористости осуществляется с учётом литологии .путём использования известного графика-сопоставления данных АК и НГК (ННК). Дальнейшее определение блоковой и вторичной пористости проводстся с использованием графического метода комплексной интерпретации, только без учёта данных АК.

В отложениях малгобекской свиты и верхней юры, представленных преимущественно известняками, иногда слабодоло-митизированными, используется описанный ранее графический метод обработки материалов АК, БК и НГК (ННК). Для пластов, величина вторичной пористости которых ло этому способу .превысила предельное значение этого параметра для изучаемых отложений (более 0,5 Кпоб), вследствие влияния повышенной доломитизации лород, необходимо по графику-сопоставлению данных АК-НГК (ННК) общую пористость указанных пластов определить с учётом литологического фактора, а затем повторно графическим способом уточнить величину их трещинно-ка-верновой пористости.

С применением предложенного подхода погрешность в оцен ке вторичной пористости за счёт иcлoльзo¿aния данных ограниченного комплекса ГИС не будет превышать 20-25 %.

Все рассмотренные выше способы обработка данных отдел ных лромыслово-геофизических методов и методика комплексно! интерпретации данных каротажа с целью определения емкостны? свойств глубокозалегаюших карбонатных отложений мела и верхней юры ЧИАССР реализованы на ЭВМ в подсистеме АИГИГС/АСОИГИС. С использованием разработанных процедур обработки данных каротажа определение емкостных свойств изу чаемых пород может быть проведено в автоматизированном ре жиме на ЭВМ.

В четвёртой главе изучены возможности выделения и оцег: ки трещинных коллекторов в разрезе бурящихся скважин. Отмеченные ранее особенности строения карбонатных коллекторов, залегающих на больших глубинах, создают серьёзные трудности при их изучении лромыслоао-геофизическими методами. Жестки«

термобарические условия приводят к изменению петрофизических свойств пород, их уплотнению, уменьшению пористости, что нивелирует свойства пластов-коллекторов и непроницаемых пород, а также коллекторов с различным характером насыщения. Именно поэтому их геофизические характеристики становятся во многом сходными между собой.

Основными при выделении и оценке характера насыщения изучаемых карбонатных коллекторов в настоящее время являются методы, основанные на изучении параметров зоны проникновения фильтрата бурового раствора и диагностике трещиноватос-ти и кавернозности пород. Из них наиболее информативны методы электрометрии скважин.

В диссертационной работе оценена эффективность выделения и оценки глубокозалегаюхцих трещинных коллекторов ЧИАССР способом критических значений удельных сопротивлений, методами временных и разноглубинных исследований удельных сопротивлений. Уточнены область их применения и значения используемых диагностических критериев. Показано снижение эффективности этих методов при изучении глубокозалегаюишх карбонатных отложений валанжинского яруса и верхней юры.

В работе рассмотрена возможность выделения коллекторов, основанная на сопоставлении данных электрометрии и каротажей пористости (АК, НГК, ННК, ГГК). С наибольшей достоверностью этот способ реализуется с использованием разработанной методики комплексной интерпретации данных каротажа. Пластам с преобладающим развитием трещинной пористости на графике Р = $ ( 3 нгк , Клннк) будут соответствовать точки, расположенные ниже линии 'гранулярных* пород, доля их в разрезах продуктивных скважин, как правило, составляет более 10-15 % от общего числа выделенных пластов, а коэффициенты трещинной пористости превышают 0,05-0,1 %.. Существенное отклонение фактических точек выше линии "гранулярных* пород на этом графике практически однозначно может свидетельствовать о присутствии в изучаемом разрезе скважины пластов-коллекторов с преобладающим, развитием каверновой пористости. Как показал совместный анализ результатов количественной интерпретации данных ГИС и испытаний скважин, с высокой степенью достоверности пластам-коллекторам соответствуют значения вторичной пористости, превышающие 0,5 %. Применительно к плотным и нетрещиноватым разрезам бесприточных скважин наблюдаемые

отклонения точек на графике Р = } ( Знгк , Клннк) выше и ниже линии "гранулярных" пород менее существенны и находятся, как правило, в пределах некондиционных значений тре-щинно-каверновой пористости.

Одним из информативных методов выделения и оценки трещинных коллекторов является акустический каротаж с записью полного волнового сигнала в цифровом виде.

С целью выявления возможности волнового акустического каротажа (ВАК) при изучении трещинных коллекторов в нескольких глубоких скважинах месторождений ЧИАССР была реализована специальная программа акустических исследований. Цифровая запись на регистратор "Пласт" и .первичная обработка данных ВАК осуществлялась опытно-методической партией ГУГР ПО "Грознефтегеофизика".

В качестве исходных данных для интерпретации используются значения интервального времени (скорости) продольных и поперечных волн и. рассчитанные на их основе ряд упругих параметров среды - модуль Юнга, коэффициент Пуассона, коэффициент сжимаемости изучаемых пород, получаемые на этапе первичной обработки цифровой скважинной информации на ЭВМ.

Одним из наиболее информативных параметров трещинных коллекторов является коэффициент Пуассона (^ ), который позволяет определить коэффициент бокового распора

(Кр = ~— ), характеризующий долю радиального напряжения от общей геодинамической нагрузки (величину бокового горного давления). Сопоставление значения бокового горного давления с пластовым позволяет оценить возможность существования в разрезе открытых вертикальных трещин, а значит и трещинных коллекторов.

Количественная оценка трещинной пористости изучаемых пород по материалам ВАК проводится с использованием данных об их сжимаемости. В общем виде коэффициент сжимаемости трещинных коллекторов определяется выражением:

^ = К птр ' ^ тр + £ м , где Клтр - трещинная по-

ристость, м и ^ тр — соответственно коэффициенты сжимаемости матрицы породы и трещин.

Точность дальнейшего определения Кптр из этого уравнения во многом зависит от достоверности используемых значений ^м и, особенно, ^ тр .

В диссертационной работе обоснована возможность оценки величины сжимаемости матрицы путём построения :по каждой скважине зависимости ^м = ^ (Кп), ограничивающей поле фактических точек на графике сопоставления коэффициентов сжимаемости породы и её пористости, определенных :по данным каротажа. Среднее значение параметра ^м для плотных, нетрещиноватых пород составляет около 0,14'10-4 МПа""-*-.

Проведенный анализ литературных данных ло математическому и экспериментальному моделированию лроцессов сжимаемости трещинного коллектора, а также результатов гидродинамических исследований скважин и материалов разработки месторождений ЧИАССР позволил обосновать параметр ]5тр , величина которого для изучаемых коллекторов составляет в среднем 1,0-10~2МПа-1.

Результаты опробования ВАК при изучении карбонатных отложений ЧИАССР в целом свидетельствуют о перспективности применения этого метода для выявления и оценки трещинных коллекторов в разрезе бурящихся глубоких скважин.

На основании проведенного анализа эффективности геофизических методов изучения трещинных коллекторов в работе показано, что несмотря на имеющиеся ограничения каждого из рассмотренных методов комплексное их использование в большинстве случаев обеспечивает достоверное выделение и оценку коллекторов в глубокозалегающих карбонатных отложениях мела и верхней юры Чечено-Ингушетии.

С целью более достоверной оценки фильтрационно-емкост-ных свойств изучаемых пород в качестве комплексного критерия в диссертационной работе предлагается параметр интенсивности грещиноватости разреза Ктр, равный процентному содержанию от мощности вскрытой толщи карбонатных отложений выделенных по всему имеющемуся комплексу скважинных исследований

трещиноватых интервалов разреза: _ 1.11 тр1

Ктр

"де 2. [1 трс - суммарная мощность выделенных в разрезе тре-циноватых пластов; Й. - общая мощность вскрытого разреза.

Критическая величина параметра Ктр равна 7 %, а эффективность оцанки продуктивности изучаемых разрезов скважин ло »тому параметру составляет около 80 %.

В пятой главе .приведены сведения о внедрении в производство разработанной методики изучения рассматриваемых коллекторов в разрезах глубоких скважин.

По результатам выполненной работы составлены методические рекомендации "Методика выделения и оценки глубокоза-легающих карбонатных коллекторов мела и верхней юры ЧИАСС1 по комплексу геолого-геофизических данных". Методические рекомендации утверждены в ПО "Грознефтегеофизика" и используются при изучении разрезов бурящихся скважин объединения "Грознефть" и выдаче геофизических заключений. Разработанная методика применяется при определении емкостных свойств изучаемых пород, при выделении интервалов коллекторов и оценке перспективности вскрытого скважиной разреза в целом. Это позволило повысить достоверность выделения и оценки коллекторов в разрезах бурящихся скважин и обоснованность выдаваемых геофизических заключений. В результате внедрения методических рекомендаций коэффициент эффективности промыслово-геофизических исследований карбонатных отложений мела и верхней юры ЧИАССР увеличился на 5 %.

Кроме того, методические рекомендации были использованы при выполнении подсчёта запасов нефти и газа в верхнемеловых известняках месторождения Северо—Брагунское и в карбонатных отложениях валанжин-верхнеюрского комплекса месторождения Харбижинское.

Таким образом, результаты внедрения методических рекомендаций в целом указывают на практическую приемлемость и возможность эффективного использования разработанных способов и методов изучения глубокозалегающих карбонатных отложений мела и верхней юры Чечено-Ингушетии, что, в свою очередь, подтверждает правильность полученных .по теме диссертационной работы выводов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты диссертационной работы могут быть сформулированы следующим образом:

— на основе совместного анализа результатов лабораторных исследований керна и промыслово-геофизических материалов обоснованы летрофизические и методические основы интерпретации данных ГИС.

Уточнены зависимости относительного сопротивления от открытой блоковой пористости глубокозалегаюпшх карбонатных пород мела и верхней юры ЧИАССР. Выявлен нелинейный характер указанной зависимости в области низких пористостей для отложений валанжин-верхнеюрского карбонатного комплекса, связанный с более сложной структурой их порового пространства.

Впервые изучен характер влияния поверхностной проводимости глинистого материала нерастворимого остатка на электропроводность низколористых карбонатных отложений. Предложен способ учёта этого влияния на показания электрического каротажа.

Обоснованы необходимые петрофизические зависимости и уточнена интерпретационная модель акустического каротажа, позволяющая проводить определение открытой блоковой пористости изучаемых пород с учётом их глинистости.

Впервые на основе данных выполненного комплекса специальных петрофизических исследований выявлен факт наличия и оценена величина закрытой пористости в глубокозалегаюпшх известняках верхнего мела республики.

Доказана возможность достоверного определения объёмного содержания нерастворимого остатка в рассматриваемых отложениях по данным гамма-каротажа. Провёдено всестороннее изучение свойств нерастворимого остатка, что позволило обосновать методику оценки общей пористости карбонатных пород ЧИАССР по данным радиоактивных методов каротажа;

- усовершенствована методика комплексной интерпретации данных электрического, радиоактивного и акустического каротажа, отличающаяся от существующих более обоснованной оценкой глинистости по ГК, учётом ее влияния на показания различных методов, более полным учётом трещиноватости на данные БК,

а также использованием полного комплекса ГИС, в том числе современных методов каротажа (ННК, ГГК). Разработаны специальные процедуры обработки данных каротажа в цифроврм виде, .позволяющие реализовать данную методику количественной оценки емкостных свойств изучаемых коллекторов на ЭВМ;

- изучена эффективность существующих геофизических методов выделения и оценки характера насыщения глубокоза-легающих карбонатных коллекторов мезозоя ЧИАССР. Уточне-

ны область применения методов и значения используемых диагностических критериев. Показано, что лишь их комплексное использование позволяет с достаточной степенью достоверности решать поставленную задачу. В качестве количественного критерия оценки степени треидановатости пород предложен параметр интенсивности трешиноватости разреза;

- впервые для рассматриваемых отложений обоснована методика выделения и оценки трещинных коллекторов по данным акустического каротажа с цифровой регистрацией волновых картин;

- по результатам выполненной работы составлены методические рекомендации по изучению сложных карбонатных коллекторов мела и верхней юры ЧИАССР, которые переданы в соответствующие геофизические предприятия и используются в производственном режиме при оперативном определении емкостных свойств и выдаче геофизических заключений по глубоким скважинам, а также при выполнении подсчёта запасов нефти и газа в глубокозалегающих карбонатных отложениях месторождений региона.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Методика оценки емкостных свойств глубокозалегающих карбонатных отложений Чечено-Ингушетии по данным промысловой геофизики //Геолого-геофизические проблемы поисков нефти в районах с высокой освоенностью недр. - М.: Недра,

1988. - С.85-91. (Совместно с А.Ф.Боярчуком).

2. Закрытая пористость горных пород, способы её выявления и количественной оценки //Геология нефти и газа. -

1989. - № 7. - С.25-28. (Совместно с Г.А.Шнурманом, А.Ф.Боярчуком, А.Л.Брайловским, С.В.Шипулиным).

3. К оценке влияния глинистости на удельное электричес-коо сопротивление карбонатных пород //Научно-производственные достижения нефтяной промышленности в новых условиях хозяйствования. Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. - 1989. - № 10. - С.6-8. (Совместно с А.Ф.Боярчуком, А.Л.Брайловским).