Совершенствование петрофизического обеспечения геологической интерпретации материалов стационарных радиоактивных методов ГИС

Турышев, Вячеслав Валерьевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Совершенствование петрофизического обеспечения геологической интерпретации материалов стационарных радиоактивных методов ГИС
ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование петрофизического обеспечения геологической интерпретации материалов стационарных радиоактивных методов ГИС"

На правах рукописи

Турышев Вячеслав Валерьевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПЕТРОФИЗИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ МАТЕРИАЛОВ СТАЦИОНАРНЫХ РАДИОАКТИВНЫХ МЕТОДОВ ГИС (НА ПРИМЕРЕ НЕФТЕГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ)

Специальность 25.00.10 - Геофизика, геофизические методы поисков

полезных ископаемых

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Томск - 2006

Работа выполнена в Томском политехническом университете и Федеральном государственном унитарном предприятии "Западно-Сибирский научно-исследовательский институт геологии и геофизики" (ФГУП ЗапСибНИИГГ)

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук,

профессор Ерофеев Л.Я.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Резванов P.A.

кандидат геолого-минералогических наук, доцент Меркулов В.П.

Ведущая организация: ОАО НПП "Научно-исследовательский

и проектно-конструкторский институт геофизических исследований скважин"

Защита состоится 8 декабря 2006 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета К212.269.01 в Томском политехническом университете по адресу: 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30, корпус 1, ауд. 210.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТПУ.

Автореферат разослан 2 ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

к.г.-м.н., доцент

Поцелуев A.A.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Повышение эффективности геофизических исследований скважин при поисках и разведке месторождений углеводородов в условиях сложнопостроенных терригенных разрезов предопределяет внедрение новых и усовершенствование традиционных методов ГИС, в том числе радиоактивных.

Данные гамма-метода могут привлекаться к решению качественных и количественных геологических задач. Для обоснования скважинных замеров в интегральном и дифференциальном вариантах метода необходимы сведения как об общей удельной радиоактивности горных пород, так и раздельном массовом содержании в них радионуклидов урана, тория и калия, требующие специального лабораторного оборудования и целенаправленного изучения образцов керна.

Вопрос петрофизического и методического обеспечения интерпретации материалов нейтронометрии также представляется весьма актуальным. Предыдущими исследованиями показано, что значительная доля химически связанной воды полимиктовых коллекторов находится в их алевритовой и частично псаммитовой фракции. Таким образом, необходима методика определения пористости, учитывающая поправку за влияние водосодержания полного объема минеральной части исследуемых пород.

Повышение точности и информативности скважинных измерений требует лабораторной разработки опорных петрофизических моделей ядерно-физических параметров, в первую очередь гамма-спектрометрических, и методического обеспечения интерпретации радиоактивных свойств, ориентированного на конкретный изучаемый геологический объект.

Целью диссертационной работы явилось повышение эффективности комплексной интерпретации материалов ГИС при поисках, разведке и разработке месторождений нефти и газа путем усовершенствования петрофизического обеспечения методов ГМ (ГМ-С), ННМ-Т и ГГМ-П в условиях сложного поликомпонентного разреза.

При этом решались следующие задачи.

1. Выяснение закономерностей изменения содержаний естественных радиоактивных элементов (ЕРЭ) в физико-литологических типах горных пород основных продуктивных комплексов мелового и юрского возраста Западной Сибири.

2. Исследование распределения ЕРЭ по минеральному и гранулометрическому составу терригенных пород.

3. Изучение возможностей радиоактивных методов при стратиграфическом и литологическом расчленении разрезов, выделении пород-коллекторов.

4. Обоснование определения массовой глинистости, содержания мелкоалевритовой фракции, водородосодержания твердой фазы, водоудерживающей способности и фильтрационно-емкостных свойств коллекторов (абсолютной проницаемости, открытой пористости) по данным ГМ и ННМ-Т.

Объекты исследования.

Непосредственным объектом исследования явились более 4400 образцов осадочных и магматических пород мелового, юрского и доюрского возраста, слагающих разрезы 92 месторождений углеводородов Западно-Сибирской провинции.

Научная новизна работы состоит в следующем:

выполнено обоснование количественного определения гранулометрического состава и фильтрационно-емкостных свойств юрских отложений Красноленинского, Сургутского, Нижневартовского и Вэнгапуровского нефтегазоносных районов Западной Сибири по материалам гамма- и нейтронометрии скважин;

- даны рекомендации по применению интегральной и спектральной модификаций метода естественной радиоактивности и использованию соответствующих каналов аппаратуры ГК-С в продуктивных отложениях различных нефтегазоносных районов ЗСН.

Практическая ценность работы состоит в повышении эффективности геологической интерпретации материалов ГИС при обосновании подсчетных параметров продуктивных пластов Западно-Сибирской провинции.

Основные защищаемые положения:

1. В большинстве нефтегазоносных пластов ЗСН наблюдаются широкие интервалы варьирования содержаний естественных радиоактивных элементов с одновременным возрастанием их в ряду песчаники - алевролиты — аргиллиты; радиоактивность пород обусловлена преимущественно калием и торием. В отложениях пород пластов АВ и БВ, испытывавших влияние северных источников сноса обломочного материала, возрастает роль уран-ториевого компонента радиоактивности.

количественной оценки адсорбционных и фильтрационно-емкостных свойств коллекторов юрского возраста по результатам интегральной гамма-метрии.

3. При решении задачи стратиграфической корреляции разрезов скважин наиболее надежно производится выделение регионального репера -баженовской свиты по аномальным содержаниям урана и высоким значениям общей радиоактивности; геохимический показатель ТЬ/и в условиях Западной Сибири не может быть признан достаточно информативным. Цитологическая типизация и выделение проницаемых пород осуществляются комплексным использованием радиоактивных методов.

4. Количественное определение глинистости, пористости, проницаемости, остаточной водонасыщенности, водородосодержания твердой фазы производится отдельными радиоактивными методами или их комплексированием с учетом геологических особенностей изучаемых отложений и предварительным установлением промежуточных петрофизических зависимостей между радиоактивными, коллекторскими и адсорбционными свойствами, при этом в зависимости от специфических условий геосреды может быть востребована либо интегральная, либо дифференциальная модификация гамма-метода.

5. Для отложений Западной Сибири в целом при проведении гамма-спектрометрических исследований рекомендуется наряду с общепринятыми измерительными каналами использование уран-ториевого канала в песчано-глинистом разрезе неокомского и юрского возраста и капий-ториевого — при изучении интервалов залегания пород баженовской свиты.

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались на семинаре-совещании "Пути повышения эффективности геологической интерпретации геофизических исследований скважин при разведке, эксплуатации и подсчете запасов месторождений нефти и газа Западной Сибири" (Тюмень, 1997), Международной конференции "Ядерная геофизика" (Краков, 1997), Международной конференции и Выставке по геофизическим исследованиям скважин "МОСКВА-98" (Москва, 1998), Всероссийской научной конференции "Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мегабассейна" (Тюмень,

2000), научно-практической конференции "Современная ядерная геофизика при поисках, разведке и разработке нефтегазовых месторождений" (Бугульма,

2001), Международной научно-технической конференции "Горногеологическое образование в Сибири. 100 лет на службе науки и производства" (Томск, 2001), Всероссийской научно-технической конференции "Геофизические методы при разведке недр и экологических исследованиях" (Томск, 2003), Научно-практической конференции "Комплексные ядерно-геофизические технологии исследования нефтегазовых и рудных скважин в России и СНГ" (Санкт-Петербург, 2004), Всероссийском научно-практическом семинаре "Состояние петрофизического обеспечения ядерно-геофизических, акустических и других методов ГИС" (Тверь, 2005).

По результатам проведенных исследований опубликовано 14 печатных работ, в том числе одна работа в журнале, рекомендованном ВАК.

Структура работы.

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, библиографического списка из 110 наименований и 3-х текстовых приложений. Общий объем работы включает 133 страницы машинописного текста, 67 иллюстраций, 38 таблиц.

Научным руководителем работы является заведующий кафедрой геофизики Томского политехнического университета, профессор, д.г.-м.н. Л.Я.Ерофеев, которому автор выражает глубокую благодарность.

Автор пользуется возможностью выразить признательность к.г.-м.н. В.В.Хабарову, к.г.-м.н. Е.Н.Волкову, к.г.-м.н. Г.С.Кузнецову, к.г.-м.н. Н.А.Ирбэ, к.г.-м.н. В.Г.Мамяшеву, к.г.-м.н. В.М.Теплоухову, к.г.-м.н. Г.Г.Номоконовой, к.г.-м.н. В.А.Ефимову, к.г.-м.н. А.В.Мальшакову, к.г.-м.н. Л.М.Дорогиницкой за практические советы, консультации и обсуждение результатов работы; д.ф.-м.н., профессору Г.М.Голошубину, д.г.-м.н., профессору А.А.Дорошенко, А.Р.Малыку, д.т.н., профессору В.В.Ждановичу, к.г.-м.н. В.А.Филатову, к.г.-м.н. Ю.В.Ознобихину, к.г.-м.н. Е.А.Романову, к.г.-м.н. В.М.Ильину, к.г.-м.н. Т.А.Коровиной, Е.П.Кропотовой, С.А.Чухланцеву, БЛ.Глушакову, А.В.Барановской, В.В.Бутенко, С.Ф.Панову, В.К.Кружиновой, Г.А.Фомину, Е.П.Селезневой, А.Н.Глебовой за предоставленную организационную и методическую помощь; А.А.Костылеву, С.Л.Сторожевой, А.К.Дружинину, Г.А.Журавлеву, М.М.Куприной, Л.А.Кореневой за плодотворное творческое и техническое сотрудничество с автором в решении поставленных научно-исследовательских задач.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приводится геолого-геофизическая и ядерно-физическая характеристика изучаемых групп продуктивных пластов Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции (рис.1).

Сложными в геологическом отношении считаются глубокозалегающие породы отложений юрского возраста - тюменской, васюганской (абалакской) и бажсновской свиты, обладающие неоднородной структурой, уплотненностью, повышенным содержанием цемента и низкими фильтрационно-емкостными свойствами. Традиционно рассматриваются как сложнопостроенные породы ачимовского продуктивного комплекса и пластов АВ^.

Особенности строения вышеназванных геологических объектов существенно ограничивают использование данных стандартной электрометрии скважин. Так, породы тюменской свиты (пласты Ю2-12) характеризуются чередованием низкоомных (5-10 Омм) и высокоомных (более 20 Омм) пропластков. Частое переслаивание отложений, экранирующие свойства тонких высокоомных пластов, уплотненность пород, достаточно высокая пиритизация, искажения диаграмм СП окислительно-восстановительными потенциалами затрудняют выделение и индексацию продуктивных горизонтов в тюменской свите. При интерпретации ГИС не исключена возможность ошибок I и II рода, когда пласты, обладающие качественными признаками коллектора, не дают

Рис.1. Схема распространения однотипных гео.зого-геофизнческих разрезов нефтегазоносных областей Запално-Сибнрскоп низменности (по Н.А.Ирбз)

1 — границы распространения геофизически однотипных разрезов;

2 — границы структур II порядка; 3 — границы ныднорядковых региональных структур н зон ПЛИТЫ. Н il.>J порядковые региональные

структуры: 1 — Пяйхойскан гемиантеклнзя; II — Северо-Сосвннская гряда; III - Конла-Лыхминский желоб; IV — Шанм-Гуринская гемиантс-клиза; Y — Мансийская синехлиза ; YI — Хантейская йнтеклиза; Y11 - Центральная зона поднятий; YIII — Колтогорско-Пурпвский желоб; IX — Вахская антеклиза; X - Тазовская зона поднятий; XI - Енисейско-Хатангсккй региональный прогиб. 4 — Усть-Балыкский тип разреза

притока или оказываются продуктивными без соответствующей геофизической характеристики.

В связи с этим особое внимание привлекают радиоактивные методы изучения скважин, показания которых в незначительной степени зависят от текстурно-структурного строения пород. Появление в последние годы отечественной термобароустойчивой аппаратуры и современных технологий обработки и интерпретации данных ГМ-С (В.В.Миллер, Е.М.Кадисов, Г.А.Калмыков, Д.А.Кожевников, Р.Т.Хаматдинов, Ф.Х.Еникеева, Э.Г.Урмапов и др.), ИНГКС и ЯМК-ИП создает перспективы повышения геологической информативности комплекса ГИС в сложнопостроенных разрезах.

Во второй главе рассматриваются особенности содержания естественных радиоактивных элементов в физико-литологических типах осадочных пород основных нефтегазоносных комплексов Западной Сибири.

В отложениях пластов группы ПК, АС4.12, БСм4, ЮК].6, ЮС^б, ЮВЫ2 содержание калия приближается либо превышает кларковое для песчано-алевролитовых разностей и понижено в аргиллитах, содержания урана и тория понижены во всех видах пород. Породы пластов АВ^ц, БВ6_1о отмечаются повышенными концентрациями урана и тория во всех рассматриваемых литотипах.

В горизонтах пластов АС4.]2, БС^д, БСп.22, ачимовской толщи Уренгойского района, ЮК1_6, ЮС]6, ЮВМ2 и тюменской свиты ЮжноЯмальского района наблюдается упорядоченный тип распределения ЕРЭ и общей радиоактивности (<37) по степени дисперсности с возрастанием в ряду песчаники — алевролиты - аргиллиты. Алевролитовые породы пластов ПК2), АВ1.8 и БВ6-ш характеризуются повышенной гамма-активностью, имеющей уран-ториевое происхождение.

Повышенные значения ЕРЭ в алевролитах пластов индексации В объясняются минералогическими особенностями пород Нижневартовского свода. В этом районе отмечается увеличение содержания полевых шпатов и тяжелых минералов - эпидота, сфена, титанистых и апатита относительно пород пластов С, связанное с активностью северных региональных источников сноса. Общее увеличение радиоактивности пласта АВЬ кроме отмеченных факторов, обусловлено его повышенной глинизацией сравнительно с осадками пластов АС.

Радиоактивность пород пластов ПК1( АС4.12, БСы4. БС^.м, БУШ, ачимовской пачки Уренгойского района, Б^ (ТП) Южно-Ямальского района, ЮСЬ ЮВЬ ЮК2-б. ЮС2-6, ЮВ2-з, тюменской свиты Уренгойского и ЮжноЯмальского районов сформирована преимущественно калием и торием. В породах пластов ПК2Ь АВ].«, БВ6оо> П (КЖ]), ЮВимг вклад урана в общую радиоактивность сопоставим с вкладами тория и калия либо становится преобладающим. Для пород мезозойского возраста отмечается снижение вклада калия от песчаников к аргиллитам (45,1-37,3%) и увеличение вклада урана в отмеченном направлении (21,4-26,8%), вклад тория по литологии менее дифференцирован (33,0-36,0%).

В региональном плане для отложений пластов группы ПК от Красноленинского (ПК21) к Южно-Ямальскому (ПК,) району значения концентраций урана и общей радиоактивности понижаются. От пластов АС и БС к формациям АВ и БВ наблюдается повышение содержаний ЕРЭ и общей радиоактивности и уменьшение их значений в породах пластов групп БУ и ТП, объясняемое принадлежностью названных групп пластов к различным минералогическим провинциям.

В юрском комплексе по сравнению с меловым дифференциация содержаний ЕРЭ и удельной радиоактивности по степени заглинизированности пород выражена более резко, что связано с уменьшением количества калийсодержащих минералов в песчано-алевритовых фракциях и преобладанием высокоактивных гидрослюдистых минералов в аргиллитах.

В интервалах пластов АВ,.,, БС, ЮВЬ ЮСь КЖ2.Й, ЮС2 6 присутствуют песчаники с аномально высокими содержаниями урана (до 11 г/т) и (или) тория

(до 20-25 г/т). В породах пластов БС^гг, ЮС1, ЮС2-6 отмечены песчаники с повышенным до 8-9% содержанием калия. Общая удельная радиоактивность указанных пород варьирует от 4 до 9 пг-эквЯа/г, то есть сопоставима с радиоактивностью аргиллитов.

В отложениях мезозойского возраста наблюдаются широкие диапазоны варьирования концентраций радиоэлементов во всех литотипах (К - 0,198,29%, и - 0,13-15,76 г/т, ТЬ - 0,26-26,21 г/т), обусловленные недостаточной степенью отсортированности полимиктовых пород, наличием нескольких питающих провинций и неоднородностью фациальных условий осадконакопления. Одновременно выявляется упорядоченный тип распределения содержаний ЕРЭ и общей радиоактивности по возрастанию дисперсности мезозойских осадков (табл.1). Низкие средние концентрации и и ТЪ в изучаемых отложениях связаны с невысокими содержаниями их в породах источников сноса обломочного материала.

Третья глава посвящена изучению закономерностей распределения радиоэлементов по минеральному и гранулометрическому составу пород-коллекторов Западно-Сибирского региона.

Зависимость ЕРЭ и удельной радиоактивности от содержания глинозема, кремнезема и кремний-алюминиевого модуля изучена для пород тюменской свиты на Ем-Еговском и Пальяновском месторождениях. Наиболее тесной корреляционной связью (г=0,80) с количеством глинозема обладает калий. Выявленная особенность представляется закономерной, поскольку глинозем присутствует в кристаллической решетке основных калийсодержащих минералов - полевых шпатов, слюд и глин. Вместе с тем значительной связью с этим соединением отмечается суммарная активность урана и тория (г=0,70), что приводит к увеличению коэффициента корреляции общей радиоактивности с концентрацией А1203 до 0,81.

Полученные результаты позволяют заключить, что в юрских отложениях Красноленинского района уран, торий и калий присутствуют главным образом в глинистой составляющей, а последний, кроме того, в калиевых минеральных компонентах ¡спастической части исследуемых отложений.

Высоко вероятной считается обусловленность содержания урана органическим веществом в глинах и аргиллитах отложений Западной Сибири. Уверенная корреляционная связь урана и твердого органического вещества с коэффициентом корреляции 0,82 характеризует отложения баженовской свиты Салымского месторождения. По-видимому, основным фактором адсорбции урана органическим компонентом следует считать наличие существования резко восстановительной обстановки в период седиментогенеза, способствовавшей осаждению из раствора четырехвалентных катионов урана. Такие условия, определившие значительную тесноту связи Сц - СорГ, существовали преимущественно в волжском веке при накоплении битуминозных толщ баженовской свиты.

Предыдущими исследованиями (И.Н.Ушатинский, О.Г.Зарипов, 1978; Е.И.Леонтьев, 1974; В.В.Хабаров, 1992) установлено существенное влияние минерального состава глинистого цемента пород-коллекторов на их

Таблица 1

Пределы изменения и средние значения ядерно-физических свойств пород мезозойских отложений Западной Сибири

Цитологический тип Кол-во обр. К, % и, г/т Т(1, г/т От, пг-эквИа/г Ои+ть пг-эквЯа/г Вклад калия, % Вклад урана, % Вклад тория, %

Песчаники 1533 0.19-8.29 0,21-10.70 0.26-26.21 0.46-8.89 0.17-6.92 3,1-86,9 3.4-79.3 2,271.5 33,0

1,91 1,53 5,41 2,26 1,27 45,1 21,4

Алевролиты 418 0.38-5.42 0.13-8.76 1.05-16.45 0.60-5.28 0.38-5.93 14,9-73,2 6.5-70.3 6,658.5 37,1

1,95 1,96 7,14 2,64 1,65 38,9 23,9

Аргиллиты 506 0.52-6.00 0.46-15.76 1.93-21.46 0.81-10.50 0,47-7.61 9.4-78.7 4.3-83.1 5,357,2 36,0

2,22 2,56 8,07 3,13 1,97 37,3 26,8

Переслаивание песчаников, алевролитов и аргиллитов 209 0.54-4.08 0.52-7.50 1.26-20.63 1.08-5.25 0.41-3.58 18.4-75.5 5,3-63,6 8,659.2 34,9

2,10 2,32 7,17 2,87 1,76 38,9 26,4

фильтрационно-емкостные и нефтеотдающие свойства. В этой связи представляют интерес особенности присутствия радиоизотопов в основных минеральных типах глин.

На коллекциях образцов разновозрастных отложений Красноленинского, Сургутского, Нижневартовского и Вэнгапуровского нефтегазоносных районов изучены зависимости содержаний ЕРЭ от присутствия в цементе пород каолинитовых, хлоритовых, гидрослюдистых и смешаннослойных глинистых ассоциаций. Можно констатировать преобладание в рассмотренных отложениях умеренных и слабых отрицательных связей ЕРЭ с содержанием каолинита и схожих положительных - с гидрослюдистыми минералами. Смешаннослойные образования ряда гидрослюда - монтмориллонит характеризуются средними значениями радиоактивности. Соотношения содержаний радиоэлементов и хлорита не позволяют говорить о какой-либо устойчивой тенденции.

Нетрадиционно выглядят данные по юрскому комплексу пород Нижневартовского свода, где получены сильные положительные

корреляционные связи хлоритовой ассоциации с содержанием урана, тория и общей радиоактивностью (п=0,80-0,83); невысокая связь (г=0,43) установлена между содержаниями калия и гидрослюды. Повышенная гамма-активность хлоритового компонента может быть связана со значительными сорбционными свойствами его ранней - аллотигенной пленочной разновидности, интенсивно осаждавшей катионы урана и тория на стадии диагенеза. Отсутствие корреляции между гидрослюдой и калием в области его низких значений можно объяснить принадлежностью последнего к обломочной части песчано-алевритовых пород.

Распределение естественных радиоактивных элементов по гранулометрическому составу горных пород-коллекторов рассмотрено на примере песчано-алевролитовых разностей юрского возраста Красноленинского, Сургутского, Нижневартовского и Вэнгапуровского нефтегазоносных районов.

По всем изученным типам разрезов фиксируются устойчивые отрицательные взаимосвязи урана, тория и в меньшей степени калия с содержанием псаммитовых фракций, в то же время тонкозернистая алевритовая составляющая отмечается повышенной аккумуляцией ЕРЭ. Наиболее значимы коэффициенты корреляции общей радиоактивности с фракциями размером 0,25-0,1 мм и 0,05-0,01 мм пород Нижневартовского свода (г =-0,85 и 0,89 соответственно) и фракцией 0,05-0,01мм пород Вэнгапуровского района (г = 0,89).

В четвертой главе рассмотрены вопросы петрофизического обеспечения геологической интерпретации стационарных радиоактивных методов ГИС.

Возможность стратификации разрезов и корреляции одновозрастных горизонтов по данным ГМ и ГМ-С обоснована работами В.Х.Фертла, Р.П.Готтих, Ф. А. Алексеева, Д.И.Лейпунской, Н.Л.Тихомировой, Г.Б.Варварина, Э.Г.Урманова, Д.А.Кожевникова, В.В.Хабарова, Е.Н.Волкова и других специалистов.

Выявлены следующие особенности присутствия радиоэлементов в основных геохронологических группах отложений Западной Сибири.

Содержание калия в значительной степени опосредовано литолого-минералогическим составом пород, что наиболее отчетливо проявляется в аргиллитовых разностях.

При значительном диапазоне изменения содержаний урана во всех стратиграфических комплексах и лито-физических типах пород (1-10 г/т) модальные его значения стабильны по разрезу и составляют 2-3 г/т. Иной характер распределения урана наблюдается в глубоководных отложениях волжского века (баженовская свита). В указанный период в восстановительной физико-химической обстановке происходила интенсивная сорбция гидрогенного урана сапропелевым органическим веществом. Содержания урана в породах волжского яруса колеблются от 10 до 100 г/т и выше при преобладающих значениях 10-50 г/т. Отмеченная характеристика баженовской свиты позволяет рассматривать ее в качестве основного стратиграфического

репера Западной Сибири, выделяемого по высоким значениям естественной радиоактивности уранового происхождения.

Содержание тория отмечается значительной вариацией значений во всех литостратиграфических горизонтах и колеблется от 2 до 18 г/т. Гистограммы ТЬ показывают превышение его концентраций в глинистых разностях относительно песчаных, обусловленное адсорбционной природой накопления элемента.

Отсутствие дифференцированности геохимического показателя ТЬ/и в отложениях различного фациального генезиса объясняется особенностями форм переноса и осаждения тория и урана в древнем седиментационном бассейне. Миграция тория в зоне гипергенеза осуществляется преимущественно в двух формах - с обломками минералов и в сорбированном виде, уран переносится также и в растворенном состоянии. В континентальной и морской области Западно-Сибирского палеобассейна преобладала сорбционная форма накопления ТЬ и и на поверхности глинистых частиц, минеральный же компонент и органическое вещество имели подчиненное значение. Отмеченное обстоятельство обусловило индифферентность соотношения урана и тория по всему спектру литолого-фациальных обстановок образования осадков. Физико-химические условия волжского века, при которых получила развитие растворенная форма урана, определили иное соотношение тория и урана со значительной долей последнего и вследствие этого высокую информативность показателя ТЪ/и.

Актуальной представляется задача литологической классификации осадочных пород Западно-Сибирского региона и выделения коллекторов по данным методов радиометрии скважин. Основанием для расчленения геологических разрезов по литологическому признаку с использованием гамма-метода служат закономерности распределения ЕРЭ в различных лито-физических типах осадочных пород.

При сопоставлении коэффициентов дифференциации песчаников и аргиллитов наблюдается некоторое преобладание расчленяющей способности урана (1,68) и тория (1,55) над калием (1,24). Породы пластов группы Б более контрастны по ядерно-физическим свойствам сравнительно с породами пластов группы А; отложения Сургутского свода (пласты С) лучше расчленены по сравнению с породами Нижневартовского района (пласты В).

При литологичсском разделении пород пластов ПК наибольшей достоверностью обладает уран, пластов группы А - торий, пластов группы Б -уран-ториевая и общая удельная радиоактивность, пластов Ю[ — содержание тория, общая и уран-ториевая радиоактивность, пород тюменской свиты - уран-ториевая и общая радиоактивность. Калий информативен в отложениях юрского возраста и в пластах группы Б. Значительна достоверность процентных вкладов калия и урана в породах пластов ПК и А.

Расчленяющая способность гамма-метрии при выделении трех основных типов осадочных пород - песчаников, алевролитов и аргиллитов — позволяет разделять в большинстве случаев лишь чистые песчаники и аргиллиты. Наиболее уверенно опознаются породы, радиоактивность которых не связана с

глинистой частью - эффузивы основного состава (пониженные значения ядерно-физических свойств) и битуминозные аргиллиты с повышенным содержанием ОВ (положительные аномалии урана). Уплотненные и углистые породы однозначными характеристиками показаний гамма-метода не обладают.

Особенности распределения суммарного водородосодержания и водосодержания твердой фазы в породах Западной Сибири свидетельствуют об ограниченности возможностей нейтронометрии при расчленении терригенного разреза. Диапазоны изменения глин, алевролитов и песчаников

перекрываются, средние значения близки: соответственно, 21,3; 19,7; 21,0 (%). Пониженной влажностью (12,7%) отмечаются уплотненные песчаные разновидности, повышенной - битуминозные (32,0%, пласт Юо) и углистые (43,7%, пласт ЮСг-з) породы. Значения \*/[В последовательно увеличиваются от песчаников (7,7%) к аргиллитам (14,6%), что представляется вполне закономерным вследствие возрастания в указанном ряду количества связанной воды.

Ввиду всего вышеизложенного, представляется актуальной необходимость комплексирования материалов радиоактивных методов, а также методов ГИС, считающихся базовыми при проведении литологической дифференциации - СП, кавернометрией, методами определения удельного сопротивления и проводимости (БМ, МКЗ, ИМ). Особенно важно это в юрских разрезах, содержащих породы с большим количеством карбонатного цемента, высокорадиоактивные песчаники и углистые разности.

Одной из основных геологических задач, решаемых по результатам количественной интерпретации гамма-метода, является определение весовой глинистости пород-коллекторов.

В породах васюганской и тюменской свит месторождений Нижневартовского свода наблюдаются четкие корреляционные зависимости и, ТЪ, (2Т и 0и+1Н (г=0,75-0,86) от весовой глинистости. Характер связей прямолинейный, что указывает на незначительное содержание радиоизотопов в скелетной части пород и приуроченность к тонкодисперсным фракциям.

Установленные закономерности для юрских пород Нижневартовского района вытекают из минералогических особенностей их цементирующей части. Для указанных отложений характерно наличие взаимосвязей уранового и ториевого компонента с содержанием преобладающей гидрослюдистой минеральной ассоциации, в то время как для калия корреляция неустойчива. Такое распределение естественно-радиоактивных элементов по типам глинистых минералов предположительно объясняется присутствием в разрезе аллотигенных глинистых разностей и принадлежностью калия к обломочной части пород.

Тюменская свита Красноленинского свода представлена образцами пород Ем-Еговской и Талинской разведочных площадей. Средние содержания минералов глинистой фракции песчаников по данным РСА пород Талинского месторождения составляют: 67% каолинита, 24% гидрослюды, 10% хлорита.

Значимыми взаимосвязями с содержанием пелитового компонента обладают торий, калий и соответственно общая (г=0,79) и калий-ториевая

(г=0,83) радиоактивность. Радиоактивные элементы соотносятся с глинистостью прямолинейной формой корреляционной взаимосвязи.

Обусловленность содержания радионуклидов степенью

заглинизированности отложений Красноленинского свода объясняется характером распределения ЕРЭ по литотипам пород, возрастающим по мере увеличения адсорбционной способности (от песчаников к аргиллитам). В обломочной части песчаников, представленной кварцевым, кварцполевошпатовым и кремнисто-кварцевым материалом, радиоактивные элементы присутствуют в небольших количествах. Для алевролитов и аргиллитов характерны калийсодержащие гидрослюдистые минералы, обеспечивающие, кроме того, нахождение в них урана и тория в сорбированной форме. Пониженная теснота связи между ураном и глинистостью, по-видимому, объясняется высоким содержанием этого элемента в компонентах мелкоалевритовой фракции.

Интервал залегания пород тюменской и васюганской свит Вэнгапуровского типа разреза исследован на Новогоднем месторождении. Выборка керна составлена из песчаных и алевролитовых проб, сцементированных гидрослюдисто-каолинитовым материалом с преобладанием первого компонента. Отмечается недостаточная взаимосвязь урана и тория с глинистостью. Значимая корреляционная связь имеет вид Ск = 1(СГЛ), что является характерной особенностью данных отложений.

Зависимости вида А1т = ДСГЛ) найдены для песчано-алевролитовых пород пластов БС16-22 Восточно-Моховой площади Федоровского нефтегазового месторождения.

Таким образом, возможность количественной оценки содержания глинистого цемента коллекторов по данным гамма-метрии определяется в основном принадлежностью изучаемых пород к областям осадконакопления, характеризующимся преобладанием пленочного гидрослюдистого и хлоритового глинистого компонента аллотигенного генезиса с высокими поверхностно-активными свойствами. Такие области типичны для восточной терригенно-минералогической провинции ЗСН, включающей в себя Нижневартовский, Александровский и Вэнгапуровский типы геолого-геофизического разреза. В Сургутском районе, вследствие высокой эпигенетической каолинитизации пород, вероятность получения взаимосвязей радиоактивности с содержанием глин понижена, хотя и не исключена, что подтверждается на примере ачимовских отложений Федоровского нефтегазового месторождения.

Выполненные исследования подтверждают сделанный ранее вывод (Я.Н.Абдухаликов, 1986; О.М.Нелепченко, 1976) о неоднозначности использования в разрезах ЗСН гамма-метода для оценки степени заглинизированности пород. При этом для различных районов и стратиграфических комплексов возможно применение как интегральной, так и спектральной модификации ГМ.

Петрофизическое обоснование радиоактивных методов при определении фильтрационно-емкостных и адсорбционных свойств пород-коллекторов —

физической проницаемости, открытой пористости и водоудерживающей способности - рассмотрено на примере месторождений Красноленинского, Салымского, Сургутского, Нижневартовского, Александровского, Вэнгапуровского и Южно-Ямальского нефтегазоносных районов провинции.

Необходимым условием при решении задачи по величине естественной радиоактивности является наличие зависимости отмеченных свойств от глинистости, с которой генетически связаны показания ГМ. Однако в условиях полиминеральных отложений понятие "глинистость" требует уточнения, поскольку глинистый материал, наряду с присутствием в цементирующей части, может содержаться и в зернах скелетных фракций. Как показано Н.И.Нефедовой, В.Г.Мамяшевым, В.В.Хабаровым и другими исследователями, для поликомпонентных отложений Западной Сибири характерно присутствие значительного объема химически связанной воды в песчано-алевритовом компоненте. Поэтому петрофизической основой связи естественной гамма-активности с коллекторскими свойствами полимиктовых горных пород должна быть общая зависимость радиоактивности и ФЕС от адсорбционной способности.

Для осадков мелового и юрского возраста Широтного Приобья в ряде случаев установлены зависимости концентраций ЕРЭ, общей и уран-ториевой гамма-активности, коэффициентов Кпр и Квс от диффузионно-адсорбционной способности. Наличие перечисленных взаимосвязей может рассматриваться в качестве предпосылки определения в благоприятных условиях фильтрационно-емкостных свойств полимиктовых пород региона по материалам гамма-метрии скважин.

Проницаемость. Коэффициент корреляции связей радиоактивных свойств пород с абсолютной проницаемостью, как правило, не превышает 0,700,75 (разновозрастные отложения Красноленинского, Сургутского, Нижневартовского и Александровского районов). Во всех изученных типах разреза фильтрационная способность обратно связана с содержаниями урана, тория и их суммарной радиоактивностью.

Необходимо отметить неоднозначное поведение калия в различных группах продуктивных пластов, характеризующееся как прямым (Сургутский, Нижневартовский районы), так и обратным (Красноленинский, Александровский районы) характером взаимосвязей с проницаемостью. Скорее всего, это объясняется неодинаковым минералогическим составом цемента и преобразованных зерен скелета пород-коллекторов различной возрастной и территориальной принадлежности, а также соотношением количества первичных и измененных полевых шпатов.

Наиболее интенсивных соотношений проницаемости с радиоактивными параметрами пластов следует ожидать в отложениях с пленочным типом глинистого цемента преимущественно хлоритового состава, поскольку в этом случае содержание глин пропорционально удельной поверхности фильтрации (Е.И.Леонтьев, 1974; Ф.Н.Зосимов, 1992). Учитывая неоднозначный характер связи содержания калия со степенью проницаемости пород-коллекторов мезозойских отложений Западно-Сибирского бассейна, при оценке последней

предпочтение следует отдавать спектрометрическому варианту гамма-метрии скважин.

Водоудерживающая способность. Отложения тюменской свиты Красноленипского свода отмечены интенсивными прямыми взаимосвязями водоудерживающей способности с содержанием калия (г=0,81) и общей радиоактивностью (г=0,83). В отложениях васюганской свиты Сургутского и пластов АВи8 и БВ6_ю Нижневартовского районов взаимосвязи содержания калия с водоудерживающей способностью носят обратный характер. Для определения величины коэффициента водоудерживающей способности по данным гамма-метрии скважин в разрезе юрских пород Красполенинского свода достаточно привлечения интегрального гамма-метода. Оценивая Квс пород пластов АС4.10, АВ|_8 и БВб-ш при наличии более тесных регрессионных зависимостей, желательно использовать спектральный вариант гамма-метода, отображающий количественное содержание в изучаемых отложениях урана и тория.

Пористость. Благоприятными условиями для количественного определения общей (открытой) пористости по материалам ГМ являются широкий диапазон изменения значений Кп и отсутствие в породах значительных примесей карбонатного цемента. Такие условия в основном соблюдаются в пластах АС7.10, БС(_4, где на коллекциях песчано-глинистых образцов получены обратные корреляционные взаимосвязи содержаний тория, отношения ТЬ/К, общей радиоактивности и прямые - процентного вклада калия с коэффициентом пористости. Указанные зависимости, обладая значительными коэффициентами корреляции (до 0,80-0,90), позволяют производить оценку Кп с абсолютной погрешностью ±1,5-2,9%. Калий и уран, в меньшей степени приуроченные к глинистым минералам, пустотным пространством контролируются незначительно.

В породах валанжинского возраста и пластов ЮС1 и ЮС2-3 с пониженными коллекторскими свойствами, высокой степенью карбонатизации и углистости взаимосвязи пористости с гамма-спектрометрическими свойствами либо отсутствуют, либо характеризуются умеренной силой (г=0,60-0,70).

Основой определения пористости по методу нейтропометрии является зависимость величины К„ от суммарного водородосодержания, теснота которой регулируется вариациями значений водородосодержания твердой фазы. Зависимости вида Кп — рассмотрены для основных продуктивных пластов нефтегазоносных районов Западной Сибири. Наиболее тесные взаимосвязи, позволяющие производить оценку Кп с достаточной для практики точностью, характеризуют меловые отложения отдельных месторождений Сургутского (пласты АС7.ю, БС9_12), Нижневартовского (АВ1.3, АВ6_8) и Южно-Ямальского (ТП1.20) нефтегазоносных районов. В породах более сложного вещественно-минералогического состава тюменской и абалакской свит месторождений Широтного Приобья, содержащих включения с высоким сечением рассеяния тепловых нейтронов - органического углерода, угля и битумоидов, диапазон

варьирования величины \УТВ заметно расширяется и взаимосвязи К„ -приобретают форму "облака".

В связи с этим вызывает интерес изучение перспектив оценки пористости пород-коллекторов по комплексу методов ГМ-ННМ-Т. В основу указанного сочетания методов положена зависимость водородосодержания твердой фазы пород, с одной стороны, и их естественной гамма-активности, с другой, от содержания глинистого материала (В.В.Хабаров, В.Я.Кудрин, 1986).

Коэффициент открытой пористости терригенных осадочных пород при этом может быть выражен следующей расчетной формулой:

Кп = -\¥тв)/(1 - МУТВ), (1)

где К„ - коэффициент пористости; - суммарное водородосодержание; АУ™ -объемное водородосодержание твердой фазы.

Расчету коэффициента пористости по выражению (1) предшествует установление петрофизической взаимосвязи параметра \УТВ с величиной удельной радиоактивности (содержанием ЕРЭ) либо другим свойством, зависящим от поверхностно-активных характеристик исследуемых пород (Ада, (Зсп и т.п.). Взаимосвязи вида (Оу, ЕРЭ) найдены для пород Пальяновского, Ершового, Вать-Еганского, Новогоднего и Уренгойского месторождений углеводородов. Полученные результаты указывают на необходимость использования методов ГМ и ГМ-С при определении величины Кп юрских коллекторов в зависимости от обусловленности водосодержанием твердой фазы содержания калия.

В пятой главе изложена рекомендуемая методика комплексной обработки данных стационарных радиоактивных методов в сложнопостроенных геологических объектах Западно-Сибирской низменности.

Непосредственной интерпретации материалов ГИС должно предшествовать детальное лабораторное изучение каменного материала, статистически полно представляющего разведуемый объект. Должны быть выполнены петрографические исследования шлифов горных пород с использованием растровой электронной микроскопии, дающие представление о вещественном составе каркаса и цемента образцов, их текстурном и структурном строении, соотношении первичных и преобразованных минералов, присутствии включений с аномальными ядерно-физическими свойствами; петрофизические исследования по определению пористости, проницаемости, объемной и минералогической плотности, водоудерживающей способности, диффузионно-адсорбционной активности; гранулометрический анализ; рентгеноструктурный анализ; гамма-спектрометрические измерения с определением содержаний калия, урана, тория, их отношений и вкладов в общую радиоактивность; нейтронное просвечивание либо термовесовой анализ с определением значений водородосодержания твердой фазы и суммарного водосодержания.

На втором этапе производятся аналитические работы по выяснению закономерностей распределения ЕРЭ, и 8„с в основных лито-физических

типах изучаемых пород, оценивается информативность каждого ядерно-физического параметра при литологическом расчленении разреза и выделении пород-коллекторов с использованием (при необходимости) дисперсионного анализа и привлечением результатов испытания скважин; на основе полученных данных строятся сопоставления и диаграммы вида (Зт (ЕРЭ) - 50б, - боб. В случае благоприятного распределения ЕРЭ по литологическому и фракционному составу пород, наличия гранулярных коллекторов с высокоактивным глинистым материалом контактного типа, обусловливающим существование функций вида С^, ФЕС = ЯАда, Кгл), устанавливаются двумерные и многомерные корреляционные взаимосвязи между радиоактивными характеристиками среды и ее коллекторскими и адсорбционными свойствами -Кп, Кпр, Кво. кгл, Км-ад, \УТВ. Устанавливаются взаимосвязи между общим объемом глин (либо содержаниями ЕРЭ) и отдельными минеральными глинистыми составляющими в объеме породы.

На третьем этапе производится первичная оценка качества имеющихся скважинных определений К, и, ТЬ при помощи приведенных трендов изменения радиоактивных свойств разреза с глубиной (глава 2) либо по лабораторным измерениям радиоактивности изучаемого кернового материала. Выполняется нормирование интегрального и дифференциального каналов ГМ-С и каналов аппаратуры ННМ-Т и ГГМ-П путем сопоставления модальных значений полигонов распределений скважинных параметров и их лабораторных аналогов. По откорректированным таким образом материалам ГИС осуществляется литологическая типизация пород интересующего интервала и делается прогноз эффективных мощностей. С использованием найденных корреляционных взаимосвязей производится количественное определение коллекторских свойств, глинистости, содержания мелкоалевритовой фракции, водоудерживающей способности и преобладающего минерального состава глин методами гамма- и пейтронометрии.

В шестой главе приводятся результаты интерпретации материалов ГИС с использованием разработанного петрофизического обеспечения и сопоставление их с керновыми определениями.

Решение задачи литологической классификации пород и выделения коллекторов по комплексу методов ГМ - ГГМ-П рассмотрено на примере отложений пластов ЮС2.3 Федоровского месторождения. В разрезе скв.4273,4279,4282,4286 определены интервалы залегания песчано-алевролитовых и аргиллитовых пород и пластов-коллекторов по материалам методов ГМ и ГГМ-П с учетом результатов микрозондирования, микрокавернометрии, СП и экранированного метода. Во всех выделенных по ГИС интервалах эффективных толщин получены притоки пластовых флюидов. В скв.4282 пропластки, отмеченные по данным термокондуктивной дебитометрии как работающие, полностью совпадают с выделенными по комплексу ГМ - ГГМ-П. В скв.4286 из семи работающих мощностей методами ГИС пропущены две: 2778,0-2779,0 м и 2789,6-2790,0 м. Первый пласт обладает неотчетливой характеристикой коллектора по кривым микрометодов, кривая ГМ совпадает с граничным значением коллектор - глина. Пропуск второго

интервала связан с недостаточной вертикальной разрешающей способностью гамма-метода.

Пример использования данных гамма-метрии при количественном определении содержания пелитовой фракции показан на керновом и диаграммном материале юрских отложений Самотлорского и Новогоднего месторождения. Сводная зависимость Сглкерн - СглГ 0 для рассмотренных сопоставлений характеризуется коэффициентом корреляции 0,87, среднеквадратическим отклонением ±5,0%, средняя относительная погрешность определения Сгл по ГИС +11,8%.

Определение коэффициента пористости комплексом методов ГМ-ННМ-Т проведено в отложениях юрского возраста Красноленинского и Вэнгапуровского районов с использованием зависимостей вида <37 = ГО^), рассмотренных в главе 4. Для пластов ЮК2.4 Пальяновского месторождения средние значения Кп по ГИС и керну составили 7,8 и 7,4 (%), средняя относительная погрешность оценки пористости по ГИС 5,4%, среднеквадратическое отклонение "1,6%. Указанные погрешности связаны главным образом с неточностями нормирования кривых ГМ и ННМ-Т. При сравнении полученных значений К„гис пласта ЮВц Новогоднего месторождения с керновыми определениями средние величины по ГИС и керну составили 6,8 и 7,1 (%), средняя относительная погрешность оценки пористости равна 4,2%.

Предлагаемая методика совместной интерпретации стационарных радиоактивных методов ГИС опробована в отложениях пластов ЮС2.3 и БС16-22 Восточно-Моховой площади Федоровского месторождения. На основе проведенных детальных петрофизических и петрографических исследований каменного материала и имеющихся данных о испытании пластов выполнено расчленение разреза и выделение коллекторов, количественное определение подсчетных параметров залежей в нескольких разведочных скважинах месторождения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При проведении комплекса стандартных и специальных петрофизических исследований на коллекциях образцов горных пород продуктивных отложений Западно-Сибирского региона получены следующие основные результаты.

1. Изучены закономерности распределения содержаний калия, урана, тория и их парциальных вкладов в общую радиоактивность в породах пластов групп ПК, А, Б, Юь Юг-12 меловых и юрских отложений Западной Сибири. Уточнены диапазоны изменения содержаний ЕРЭ и их средние значения в физико-литологических типах пород, определена природа естественной радиоактивности отложений.

содержанием глинозема, органического вещества, глинистых минералов, алевритовых фракций.

3. Исследованы возможности гамма-метода при стратификации геологических разрезов Западно-Сибирского региона. Обоснована возможность использования метода естественной радиоактивности для литологического расчленения разрезов скважип в отложениях пластов ПК, А, Б, Ю|, Юмг и догорских образованиях отдельных нефтегазоносных районов. В отложениях тюменской свиты и ачимовской пачки Красноленинского и Сургутского районов для выделения основных литотипов пород и пород-коллекторов рекомендовано комплексирование интегрального гамма-метода с гамма-гамма-плотностным методом.

4. Получены корреляционно-регрессионные зависимости удельной радиоактивности и концентраций ЕРЭ от содержания пелитового материала, водородосодержания твердой фазы, водоудерживающей способности, физической проницаемости и открытой пористости коллекторов юрских и меловых отложений Широтного Приобья; установлены взаимосвязи суммарного водородосодержания с коэффициентом пористости пород пластов АС, БС, AB, ТП.

5. Предложена методика комплексной интерпретации материалов стационарных радиоактивных методов на основе многосторонних лабораторных исследований кернового материала, оценки качества записи и настройки скважинных характеристик на конкретный геологический объект с учетом специфики вещественно-минералогического состава, условий формирования и катагенетических преобразований изучаемых пород.

6. На основе полученных статистических взаимосвязей выполнено определение содержания гранулометрического состава, адсорбционных и фильтрационно-емкостных свойств юрских пород месторождений Широтного Приобья. В отложениях тюменской свиты и ачимовской пачки Сургутского свода проведено литологическое расчленение разрезов скважин и выделение пластов-коллекторов комплексом методов ГМ - ГГМ-П. Результаты интерпретации сопоставлены с керновыми определениями и данными испытания скважин.

Основные материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Волков E.H. Естественная радиоактивность отложений тюменской свиты Красноленинского и Сургутского сводов / Е.Н.Волков, В.В.Турышев, В.В.Хабаров // Научно-технический прогресс при поисках и освоении нефтяных и газовых месторождений Западной Сибири. - Тюмень, 1984.-Вып.63.- С.6-9.

2. Хабаров В.В. Геологическая интерпретация материалов радиометрии скважин в отложениях юры и мела Западной Сибири / В.В.Хабаров, Г.С.Кузнецов, В.В.Турышев // Пути повышения эффективности геологической интерпретации геофизических исследований скважин при разведке, эксплуатации и подсчете запасов месторождений нефти и газа Западной

Сибири: Материалы семинара-совещания, 26-27 февраля 1997 г. - Тюмень: РАО "Газпром", ЕАГО, 1997,- С.26-27.

3. Khabarov V.V. Nuclear geophysical core analysis of terrigenous rocks of the West Siberia hydrocarbon fields / V.V.Khabarov, G.S.Kouznetsov, V.V.Turyshev // International conference "Nuclear Geophysics". - Krakow: SPWLA, 1997. - P.27.

4. Хабаров B.B. Ядерно-физические исследования керна терригенных пород месторождений углеводородов Западной Сибири / В.В.Хабаров, Г.С.Кузнецов, В.В.Турышев // Геоинформатика. - 1998.- Вып. 1.- С.43-52.

5. Турышев В.В. Петрофизическое обеспечение интерпретации материалов спектрометрического гамма-каротажа в продуктивных отложениях Западной Сибири / В.В.Турышев, В.В.Хабаров // "МОСКВА-98": Материалы международной конф. и выставки по геофизическим исследованиям скважин, 8-11 сентября 1998 г. - М.: SPWLA, ЕАГО, ГАНГ, 1998.

6. Кузнецов Г.С. Геологическая эффективность радиометрии скважин на месторождениях нефти и газа Западной Сибири / Г.С.Кузнецов,

A.А.Матигоров, В.В.Турышев, В.В.Хабаров // Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мегабассейна: Материалы всероссийской науч. конф., 1417 ноября 2000 г. - Тюмень: ТюмГНГУ, ИГиГ , 2000.

7. Турышев В.В. Особенности распределения естественных радиоактивных элементов в продуктивных отложениях Западно-Сибирской низменности / В.В.Турышев // Современная ядерная геофизика при поисках, разведке и разработке нефтегазовых месторождений : Материалы науч,-практич.конф., 18-20 мая 2001 г. - Бугульма: Минэнерго РФ, МПР РФ, ОАО "Татнефтегеофизика", ЕАГО, 2001. - С.53-55.

8. Турышев В.В. Петрофизическое обоснование оценки вещественно-компонентного состава и фильтрационно-емкостных свойств пород-коллекторов Западно-Сибирской низменности методом гамма-метрии скважин /

B.В.Турышев, А.А.Костылев // Горно-геологическое образование в Сибири. 100 лет на службе науки и производства: Материалы междунар. науч.-техн.конф., 10-15 сентября 2001 г. - Томск.: ТПУ, 2001. -С.131-133.

9. Турышев В.В. Стратиграфическое и литологическое расчленение разреза мезозойских отложений Западной Сибири по данным метода естественной радиоактивности / В.В.Турышев, А.А.Костылев // Горногеологическое образование в Сибири. 100 лет на службе науки и производства: Материалы междунар. науч.-техн.конф., 10-15 сентября 2001 г. - Томск: ТПУ, 2001. -С.128-131.

10. Коровина Т.А. Изучение сложнопостроенных пород-коллекторов тюменской свиты комплексом радиоактивных методов ГИС (на примере Федоровского месторождения) / Т.А.Коровина, Е.П.Кропотова, Е.А.Романов, В.В.Турышев // Геофизические методы при разведке недр и экологических исследованиях: Материалы всерос.науч.конф., посвященной 100-летию профессора Томск, политехи, ун-та Д.С.Микова. - Томск: ТПУ, 2003. - С.101-104.

11. Хабаров В.В. Цитологическая классификация терригенных пород Западной Сибири и выделение пород-коллекторов по данным комплекса

радиоактивных методов ГИС / В.В.Хабаров, В.М.Ильин, Е.А.Романов, И.М.Кос, В.В.Турышев // Ядерная геофизика - 2004: Комплексные ядерно-геофизические технологии исследования нефтегазовых и рудных скважин в России и СНГ: Материалы науч.-практич.конф., 29 июня - 2 июля 2004 г. -Санкт-Петербург: МПР РФ, СПГГИ (ТУ), ЕАГО, 2004. - С.68-70.

12. Хабаров В.В. Определение общей пористости пород тюменской свиты Западно-Сибирского региона по материалам нейтроно- и гамма-метрии скважин / В.В.Хабаров, В.М.Ильин, Е.А.Романов, И.М.Кос, В.В.Турышев // "Ядерная геофизика - 2004": Комплексные ядерно-геофизические технологии исследования нефтегазовых и рудных скважин в России и СНГ: Материалы науч.-практич.конф., 29 июня - 2 июля 2004 г. - Санкт-Петербург: МПР РФ, СПГГИ (ТУ), ЕАГО, 2004. - С.173-176.

13. Турышев В.В. О возможности литологической классификации терригенных пород сложнопостроенных объектов Западной Сибири по данным спектрометрического гамма-каротажа / В.В.Турышев, В.В.Хабаров И Современная ядерная геофизика при поисках, разведке и разработке нефтегазовых месторождений. - М.: РОО ЯГО, АИС, 2004. - С.285-303.

14. Ильин В.М. Использование данных скважшшой гамма-метрии в отложениях ачимовской пачки Федоровского месторождения / В.М.Ильин, Е.А.Романов, И.М.Кос, В.В.Турышев // Состояние петрофизического обеспечения ядерно-геофизических, акустических и других методов ГИС: Материалы всерос. научно-практич.семинара, 21-24 июня 2005 г. - Тверь: РОО "Ядерно-геофизическое общество", ООО "Нефтегазгеофизика", 2005.- С.120-127.

Подписано в печать 19.10.2006 г. Бумага Colotech+ 90 г/ м2

Заказ № 1172 Уч.-изд.л. 1,35

Формат 60x84 '/ie Усл. печ. л. 1,39

Отпечатано на DocuColor 2045 Тираж 100 экз.

Открытое акционерное общество «Сибирский научно-аналитический центр»

Типография ОАО «СибНАЦ» 625016, Тюмень, ул. Пермякова, 46

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Турышев, Вячеслав Валерьевич

Стр.

Введение.

Глава 1. Литолого-минералогическая и геолого-геофизическая характеристика основных продуктивных пластов

Западно-Сибирской низменности.

Глава 2. Закономерности изменения содержания естественных радиоактивных элементов в породах основных нефтегазоносных комплексов Западной Сибири.

2.1. Средства и методика лабораторных исследований. Автоматизированный каталог ядерно-физических свойств горных пород.

2.2. Меловые отложения.

2.3. Юрские отложения.

2.4. Мезозойские отложения.

Глава 3. Связь естественных радиоактивных элементов с минеральным и гранулометрическим составом пород-коллекторов ЗападноСибирской низменности.

3.1. Взаимосвязи ЕРЭ с содержанием глинозема, кремнезема и органического вещества.

3.2. Взаимосвязи ЕРЭ с содержанием карбонатных минералов.

3.3. Взаимосвязи ЕРЭ с содержанием глинистых минералов.

3.4. Взаимосвязи ЕРЭ с содержанием гранулометрических фракций.

Глава 4. Петрофизическое обеспечение геологической интерпретации данных методов стационарной радиометрии.

4.1. Стратиграфическое расчленение и корреляция разрезов.

4.2. Цитологическое расчленение разрезов, выделение пластов-коллекторов.

4.3. Определение глинистости коллекторов.

-34.4. Определение фильтрационно-емкостных и адсорбционных свойств коллекторов.

4.4.1. Определение проницаемости.

4.4.2. Определение водоудерживающей способности.

4.4.3. Определение пористости.

4.4.4. Использование многомерных регрессионных уравнений при оценке коллекторских свойств.

Глава 5. Методика комплексной обработки данных стационарных радиоактивных методов.

Глава 6. Применение петрофизического обеспечения радиометрии скважин в продуктивных отложениях Западной Сибири.

6.1. Определение содержания мелкоалевритовой фракции.

6.2. Определение содержания пелитовой фракции.

6.3. Определение водоудерживающей способности.

6.4. Определение пористости.

6.5. Использование методики комплексной обработки стационарных радиоактивных методов ГИС в сложнопостроенных геологических объектах Западной Сибири.

6.5.1. Отложения ачимовской пачки (пласты БС16-22).

6.5.2. Отложения тюменской свиты (пласты ЮС2.з).

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Совершенствование петрофизического обеспечения геологической интерпретации материалов стационарных радиоактивных методов ГИС"

В состав обязательных комплексов геофизических исследований глубоких разведочных и эксплуатационных скважин месторождений ЗападноСибирской низменности (ЗСН) входят следующие радиоактивные методы: естественной гамма-активности (ГМ), нейтрон-нейтронный по тепловым нейтронам (ННМ-Т) и гамма-гамма-плотностной (ГГМ-П). В последние годы получают развитие спектрометрические модификации радиометрии скважин: гамма-метода (ГМ-С), импульсного нейтронного гамма-метода (ИНГКС - С/О-каротаж), увеличиваются объемы опытно-промышленного проведения ядерно-магнитного каротажа в искусственном поле (ЯМК ИП). Все перечисленные методы нуждаются в надежном петрофизическом обеспечении на представительном каменном материале.

Данные гамма-метода могут привлекаться к решению качественных и количественных геологических задач, наиболее важными из которых являются разделение пород по литологическому признаку, стратификация отложений, оценка глинистости и коллекторских свойств. Для обоснования скважинных замеров в интегральном и дифференциальном вариантах метода необходимы сведения как об общей удельной радиоактивности горных пород, так и раздельном массовом содержании в них радионуклидов урана, тория и калия, требующие специального лабораторного оборудования и целенаправленного изучения образцов керна.

Нейтрон-нейтронный и гамма-гамма-плотностной методы в условиях Западной Сибири служат для количественной оценки пористости, а в случае комплексного использования - для проведения литологической типизации разреза, выделения эффективных толщин, определения пористости и глинистости нефте-, газо- и водонасыщенных коллекторов.

Вопрос петрофизического и методического обеспечения интерпретации материалов нейтронометрии также представляется весьма актуальным. Широко известная методика определения пористости пород нейтронными методами (В.В.Ларионов, 1959) предназначена в основном для геологических разрезов, сложенных зрелыми мономинеральными кварцевыми песчаниками. В ее основе лежат предположения о присутствии химически связанной воды преимущественно в глинистом цементе пород-коллекторов и об узком диапазоне изменения значений водородосодержания глинистого материала (\УГЛ) по разрезу месторождений.

Однако для поликомпонентных горизонтов Западной Сибири эти условия часто не соблюдаются. Предыдущими исследованиями показано, что значительная доля химически связанной воды полимиктовых коллекторов находится в их алевритовой и частично псаммитовой фракции. В отложениях тюменской свиты Красноленинского, Уренгойского и Сургутского районов выявлены широкие пределы изменения значений водородосодержания твердой фазы (2-20%), определяемые в основном глубиной их погружения и минеральным составом глинистого материала. Таким образом, необходима методика определения пористости, учитывающая поправку за влияние водосодержания полного объема минеральной части исследуемых пород.

Появление на рынке геофизических услуг и использование современных аппаратурно-методических комплексов РК нередко отмечается следующими негативными особенностями: 1) регистрируемая в скважине информация содержит значительную систематическую погрешность; 2) сопровождающее интерпретационное обеспечение базируется на результатах зарубежных модельных исследований, которым необоснованно придается универсальный характер: так, фактически канонизированы алгоритмы " калий-ториевый индекс — глинистость", "отношение ТЬ/и - фациальные условия осадкообразования", отношение ТЫК - минеральный состав глин". Повышение точности и информативности скважинных измерений требует лабораторной разработки опорных петрофизических моделей ядерно-физических параметров, в первую очередь гамма-спектрометрических, и методического обеспечения интерпретации радиоактивных свойств, ориентированного на конкретный изучаемый геологический объект.

При этом решались следующие задачи.

2. Исследование распределения ЕРЭ по минеральному и гранулометрическому составу терригенных пород.

Гамма-спектрометрический и нейтронный анализы образцов проводились в ядерно-физической лаборатории института ФГУП ЗапСибНИИГГ и НПК петрофизических исследований Тюменского отделения нститута СургутНИПИнефть на низкофоновой однокристальной гамма-спектрометрической установке, установке ПРОГРЕСС-ГАММА и установке нейтронного просвечивания. Гранулометрический, рентгеноструктурный анализ и определение фильтрационно-емкостных свойств выполнялись в лаборатории петрофизики института ФГУП ЗапСибНИИГГ, НПК петрофизических исследований ТО СургутНИПИнефть, лабораториях физики пласта ЦЛ Главтюменьгеологии, институтов СибНИИНП и ЗапСибНИГНИ.

Обработка материалов производилась на ППЭВМ с привлечением вероятностно-статистических методов корреляционного, регресионного и однофакторного дисперсионного анализа.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- предложен способ литологического расчленения разрезов скважин и прогнозирования пород-коллекторов с использованием материалов гамма-метода и гамма-гамма-плотностного метода для продуктивных пластов тюменской свиты и ачимовской пачки Широтного Приобья; выполнено обоснование количественного определения гранулометрического состава и фильтрационно-емкостных свойств юрских отложений Красноленинского, Сургутского, Нижневартовского и Вэнгапуровского нефтегазоносных районов Западной Сибири по материалам гамма- и нейтронометрии скважин;

Основные защищаемые положения:

1. В большинстве нефтегазоносных пластов ЗСН наблюдаются широкие интервалы варьирования содержаний естественных радиоактивных элементов с одновременным возрастанием их в ряду песчаники - алевролиты - аргиллиты; радиоактивность пород обусловлена преимущественно калием и торием. В отложениях пород пластов АВ и БВ, испытывавших влияние северных источников сноса обломочного материала, возрастает роль уран-ториевого компонента радиоактивности.

2. Гамма-активность пород юрского продуктивного комплекса сформирована присутствием глинозема, мелкоалевритовой фракции, гидрослюдисто-хлоритового минерального компонента глин, органического углерода - в аргиллитах баженовской свиты. Выявленный дисперсионный тип накопления радиоэлементов служит петрофизической предпосылкой количественной оценки адсорбционных и фильтрационно-емкостных свойств коллекторов юрского возраста по результатам интегральной гамма-метрии.

3. При решении задачи стратиграфической корреляции разрезов скважин наиболее надежно производится выделение регионального репера -баженовской свиты по аномальным содержаниям урана и высоким значениям общей радиоактивности; геохимический показатель ТЪ/и в условиях Западной Сибири не может быть признан достаточно информативным. Цитологическая типизация и выделение проницаемых пород осуществляются комплексным использованием радиоактивных методов.

5. Для отложений Западной Сибири в целом при проведении гамма-спектрометрических исследований рекомендуется наряду с общепринятыми измерительными каналами использование уран-ториевого канала в песчано-глинистом разрезе неокомского и юрского возраста и калий-ториевого - при изучении интервалов залегания пород баженовской свиты.

По результатам проведенных исследований опубликовано 14 печатных работ.

Диссертационная работа выполнена в Томском политехническом университете и Федеральном государственном унитарном предприятии

Западно-Сибирский научно-исследовательский институт геологии и геофизики". При подготовке диссертации автором произведены анализ и обобщение гамма-спектрометрических, стандартных и специальных петрофизических исследований образцов керна, выполнена статистическая обработка данных. Автор принимал участие в проведении гамма-спектрометрических измерений, создании и наполнении электронного банка ядерно-физических свойств горных пород, составлении алгоритмов программного обеспечения.

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Турышев, Вячеслав Валерьевич

ВЫВОДЫ

1. Метод естественной радиоактивности наряду с методом потенциалов самопроизвольной поляризации является базовым при литологической типизации пород, выделении коллекторов, определении их пористости, проницаемости, глинистости и минералогического типа глин в отложениях ачимовской пачки.

2. Разделение песчано-алевритовых пород-коллекторов по преобладающему минералогическому составу глинистого цемента (хлоритового либо каолинитового) позволяет находить более тесные корреляционные взаимосвязи между геофизическими параметрами Д1У, апс и их фильтрационно-емкостными и адсорбционными свойствами (Кп, Кпр, Сгл) в случае количественного преобладания высокодисперсной гидрослюдисто-хлоритовой глинистой составляющей.

Рис.6.24. Сопоставление керн - ГИС значений открытой пористости и абсолютной проницаемости . Восточно-Моховая площадь, скв.4206

6.5.2. Отложения тюменской свиты (пласты ЮС23)

Отложения пластов ЮС2-з приурочены к верхней подсвите тюменской свиты, мощность интервала залегания их на месторождении составляет 40 -70 м. Во многих скважинах из изучаемых объектов получены промышленные притоки нефти (нефти с водой) при переливе и депрессии суточным дебитом до 25 м3.

Основой исследований явились лабораторные измерения керна горных пород, включившие гамма-спектрометрический, гранулометрический, рентгеноструктурный, рентгено-фазовый, термовесовой и стандартные петрофизические виды анализа, детальное литолого-петрографическое описание образцов пород и шлифов.

Коллекция проб керна была представлена 123 образцами из пластов ЮС2(1), ЮС2(2) и ЮС3, вскрытых в 12-ти разведочных скважинах Федоровского месторождения (№№ 3619, 4201, 4202, 4203, 4204, 4206, 4207, 4208, 4209, 4212, 4260,4263). Объем выполненных видов лабораторных петрофизических анализов (в образцах) составил: определение открытой пористости (метод Преображенского) - 110; абсолютной газопроницаемости - 83; водоудерживающей способности (центрифугирование) - 49; объемной и минералогической плотности - 121; содержания весовых фракций (ситовой анализ) - 56; массовых содержаний естественных радиоактивных элементов и общей удельной радиоактивности (гамма-спектрометрический анализ) - 69; минерального состава глинистого цемента (рентгеноструктурный анализ) -50; минерального состава карбонатного цемента (термовесовой анализ) - 27; водородосодержания твердой фазы (термовесовой анализ) - 49; содержания основных породообразующих минералов и цемента (описание шлифов) - 40. Кроме того, использовались результаты испытания пластов ЮС2.3 в скв.4202, 4203 , 4204, 4207, 4208, 4212, 4273,4279,4282,4286, проведения комплекса ГИС в скв.4273,4279,4282,4286 и проведения притокометрии в скв.4282,4286,4203,4204,4212.

Перечисленные исследования позволили выявить следующие закономерности в вещественном составе, морфологии, петрофизических, коллекторских и нефтеотдающих свойствах юрских пород Федоровского месторождения.

В литологическом отношении пласты ЮС2-3 представлены песчаниками серыми и буровато-серыми, мелко- и среднезернистыми, часто карбонатными (сидеритизированными), алевритистыми, с намывами (прослоями) углисто-глинисто-слюдистого материала; алевролитами серыми, мелко- и крупнозернистыми, песчанистыми (глинистыми), с намывами углисто-глинистого и карбонатно-глинистого материала, иногда сидеритизированными; аргиллитами темно-серыми, иногда алевритистыми и слабо карбонатными с включением растительных остатков, изредка черными битуминизированными; переслаиванием глин, алевролитов, песчаников и аргиллитов. На диаграммах геофизических методов по совокупности характерных признаков отмечаются достаточно мощные (до 2 м) пласты каменного угля, не охарактеризованные образцами керна.

Исходя из этого, в изучаемом разрезе выделяются следующие основные лито-физические типы пород: 1) песчаники; 2) алевролиты; 3) аргиллиты; 4) переслаивание алевролитов и глин; 5) карбонатные (плотные) породы; 6) угли. К карбонатным разностям отнесены образцы с содержанием кальцито-сидеритового цемента более 10% и объемной плотностью более л

2,45-2,50 г/см . При расчете физических свойств углистых пород использованы показания методов ГИС, нормированные по керновым данным.

Кластическая часть песчано-алевролитовых пород сложена кварцем, полевыми шпатами, обломками пород, слюдами со средним содержанием от объема твердой фазы соответственно 30-35%, 35-40%, 20-25%, 5%. Зерна кварца в различной степени регенерированы; полевые шпаты представлены плагиоклазами и калиевыми шпатами, изменены за счет пелитизации и серитизации, реже карбонатизации. Из обломков пород преобладают эффузивы и сланцы, реже кремнистые, осадочные, интрузивные. Слюды биотит-мусковит-хлоритового состава. Средний медианный размер зерен 0,10-0,15 мм, степень отсортированности изменяется от средней до хорошей (Ксорт = 1,47-1,34). Наиболее распространенные акцессорные минералы -циркон, турмалин, апатит, гранат, шпинель, эпидот, титанистые, сфен, брукит, анатаз.

Количество цемента изменяется от 5 до 25% и в среднем составляет 810%. Состав преимущественно глинистый и карбонатно-глинистый, тип -пленочно-поровый, порово-пленочный, конформно-регенерационный. В порах преобладают хорошо раскристаллизованный мелкоагрегатный каолинит, кальцит, пелитоморфный сидерит. Вокруг зерен каркаса неповсеместно развиты узкие прерывистые и сплошные хлорит-гидрослюдистые, сидеритовые (по гидрослюде), лейкоксеновые пленочки. В небольших количествах присутствует регенерационный кварцевый цемент (до 1%>). По данным рентгено-структурного анализа, среднее содержание глинистых минералов в единице объема твердой фазы составляет (%): каолинит - 5,0; хлорит - 2,6; гидрослюда - 0,9; монтмориллонит и смешанно-слойные образования - 0,2. По результатам термовесового анализа, содержание кальцита составляет 1,1-33,2 (в среднем 8,2)%>, сидерита - 1,327,4 (5,8)%.

Основные аутигенные минералы - пирит, сидерит, кальцит, кварц.

Мелкие зерна пирита могут быть развиты в общей массе породы, по глинистому цементу и углистому материалу, количество их составляет 1-3%. Пелитоморфный сидерит обычно замещает гидрослюду, наблюдается в количестве от единиц до 25%>. Кальцит развивается по полевым шпатам, составляет от 1 до 15%>. Присутствуют пленочный лейкоксен (до 1-2%), единичные зерна глауконита, гидроокислы железа, титанистые минералы.

Органическое вещество представлено кусочками, прослоями, обрывками углистого материала красновато-бурого и черного цвета в количестве от 0,1 до 5%, частично замещенного пиритом. В отдельных образцах отмечены тонкие включения и пленки битума на зернах.

Рентгеноструктурный анализ, выполненный на 5-ти образцах аргиллитовых разностей, указывает на преобладание гидрослюдистых (в среднем 47% от количества глинистого материала) и хлоритовых (33%) ассоциаций минералов. На долю каолинитовых и смешанно-слойных образований приходится соответственно 13 и 7 (%).

Фильтрационно-емкостные свойства пород пластов ЮС2-з понижены. Открытая пористость изменяется от 8,8 до 19,3% и в среднем составляет о -л

15,4%; физическая проницаемость - от 0,12 до 33,0 (6,6) -10" мкм ; водоудерживающая способность - от 36,0 до 75,4 (50,9) %; эффективная пористость - от 3,5 до 12,0 (8,1) %; содержание глинистого цемента (фракция размером менее 0,01 мм) - от 4,0 до 18,1 (8,4) %. Приведенная характеристика коллекторских способностей пластов ЮС2-з соответствует IV и V классам коллекторов по классификации А.А.Ханина. Сопоставление пористости и проницаемости с коэффициентом водоудерживающей способности, а также с эффективной пористостью отложений позволяет обосновать граничные значения указанных свойств, соответствующие пластам-коллекторам: 7-8% для Кп и 0,11-0,12 ТО" мкм для Кпр (рис.6.25).

Вниз по разрезу от пласта ЮСад к пласту ЮС3 фильтрационно-емкостные свойства пород закономерно повышаются, что связано с уменьшением содержания пелитовой фракции, возрастанием песчанистости, лучшей отсортированностью зерен и увеличением их медианного диаметра, преобладанием крупнопорового каолинитового цемента над пленочным хлоритовым (табл.6.3).

Для надежного петрофизического обоснования радиоактивных методов ГИС - ГМ (ГМ-С), ННМ-Т и ГГМ-П - необходимо рассмотреть особенности изменения по составу пород физических свойств, определяющих показания вышеназванных методов. К таким свойствам относятся массовое содержание естественных радиоактивных элементов и общая удельная радиоактивность,

О 5 10 15 20 25

Кпо.% а

Рис.6.25. Сопоставление эффективной пористости с открытой пористостью (а) и водоудерживающей способности с абсолютной проницаемостью (б). Пласты ЮС2-3, Федоровское месторождение

-210-ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Изучены закономерности распределения содержаний калия, урана, тория и их парциальных вкладов в общую радиоактивность в породах пластов групп ПК, А, Б, Юь Ю2-12 меловых и юрских отложений Западной Сибири. Уточнены диапазоны изменения содержаний ЕРЭ и их средние значения в физико-литологических типах пород, определена природа естественной радиоактивности отложений.

2. Установлена обусловленность содержаний естественных радиоактивных элементов и общей и уран-ториевой радиоактивности вещественным и гранулометрическим составом пород-коллекторов: содержанием глинозема, органического вещества, глинистых минералов, алевритовых фракций.

3. Исследованы возможности гамма-метода при стратификации геологических разрезов Западно-Сибирского региона. Обоснована возможность использования метода естественной радиоактивности для литологического расчленения разрезов скважин в отложениях пластов ПК, А, Б, Юь Ю]]2 и доюрских образованиях отдельных нефтегазоносных районов. В отложениях тюменской свиты и ачимовской пачки Красноленинского и Сургутского районов для выделения основных литотипов пород и пород-коллекторов рекомендовано комплексирование интегрального гамма-метода с гамма-гамма-плотностным методом.

Общим итогом исследований явилось подтверждение высокой информативности стационарных радиоактивных методов при проведении геологической разведки осадочного разреза и складчатого фундамента ЗСН. Гамма-метод в интегральной и дифференциальной модификациях незаменим при изучении сложнопостроенных глубокозалегающих промысловых объектов Западной Сибири - ачимовской пачки, васюганской и тюменской свиты, доюрского основания. Вместе с тем исследования выявили определенную ограниченность гамма-метрии скважин в решении многих важных количественных задач поиска и разведки: оценке массовой (объемной) глинистости, определении емкостно-фильтрационных и адсорбционных свойств полимиктовых пород-коллекторов. Трудности вызваны как субъективными причинами (недостаточное метрологическое и петрофизическое обеспечение метода), так и неустранимыми геологическими особенностями разрезов ЗСН, связанными в основном с вещественным составом, типом цементации, условиями осадконакопления и постседиментационными преобразованиями коллекторов нефти и газа.

Проведенные работы позволяют локализовать область применимости "стандартного" калий-ториевого канала разрабатываемой в последние годы отечественной аппаратуры гамма-спектрометрического каротажа. Можно предположить, что использование КТИ-канала в обычном песчано-глинистом разрезе Западной Сибири малооправданно, поскольку происходит объединение наиболее устойчивого по своему генезису радионуклида -тория с наиболее непредсказуемым - калием. Этот тезис правомочен не только для неокомских отложений, но и для юрских, так как при определении проницаемости, остаточной водонасыщенности и водородосодержания твердой фазы в зависимости от минерального состава глинистого цемента и зерен скелета калий может вести себя как в унисон с ураном и торием, так и резко отлично.

Использование калий-ториевого индекса вполне обоснованно для условий баженовской свиты: в этом случае данный вид радиоактивности отображает содержание глинистых минералов, а урановый компонент -содержание твердого органического вещества. Таким образом, наряду с интегральным каналом ГМ, отдельными кривыми массовых концентраций урана, тория и калия, их отношений и вкладов в общую радиоактивность в условиях ЗСН возможно использовать объединенную гамма-активность урана и тория в песчано-глинистых отложениях юры и мела, калия и тория -в битуминозных породах пласта Ю0.

Дальнейшие работы по петрофизическому обеспечению радиоактивных методов ГИС должны быть связаны с наполнением автоматизированного каталога (банка) ядерно-физических свойств пород Западно-Сибирского региона, созданием библиотеки корреляционных зависимостей между содержаниями ЕРЭ и общей радиоактивностью с одной стороны и вещественно-компонентным, гранулометрическим составом и коллекторскими свойствами пород — с другой, построением эталонных распределений общей радиоактивности и содержания отдельных ЕРЭ для юрских и меловых отложений с целью нормирования показаний скважинной аппаратуры ГМ (ГМ-С). Указанные исследования необходимо выполнять для каждого отдельного нефтегазоносного района (месторождения) и стратиграфического комплекса с целью учета изменчивости минерального состава скелета и цемента пород, а следовательно, и характера взаимосвязей параметров, по разрезу и в площадном направлении. При этом в юрских отложениях районов Широтного Приобья следует ожидать обусловленности значений общей радиоактивности степенью дисперсности пород, что позволит успешно использовать интегральную модификацию метода ГМ при литологическом расчленении и оценке глинистости сложнопостроенных геологических объектов.

Представляется целесообразным продолжить лабораторное изучение образцов горных пород на нейтронно-активационной установке с целью петрофизического обоснования данных нейтронных методов. Проводимые исследования должны быть связаны с наполнением библиотеки петрофизических зависимостей водородосодержания твердой фазы от содержания ЕРЭ и общей радиоактивности, построением базовых распределений суммарного водородосодержания по месторождениям и группам пластов с целью нормирования показаний НИМ, выяснением влияния и разработкой методик учета присутствия в породах аномальных микроэлементов и примесей водородсодержащих минералов.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Турышев, Вячеслав Валерьевич, Томск

1. ЛИТЕРАТУРЫ1. Основная

2. Алексеев Ф.А., Готтих Р.П., Воробьева В.А. Закономерности в распределении радиоактивных элементов и естественного гамма-поля нефтегазоносных областей//Радиометрия нефтегазоносных областей: Тр.ВНИИЯГГ. М.: Недра, 1968.- Вып.2,- С.3-122.

3. Алексеев Ф.А., Готтих Р.П., Лебедев B.C. Использование ядерных методов в нефтегазовой геологии.- М.: Недра, 1973.- С. 135-148.

4. Алексеев Ф.А., Дмитриев Е.Е., Тихомирова Н.Л. Опыт применения метода скважинной гамма-спектроскопии при решении некоторых промыслово-геофизических задач в районах юго-восточной Татарии// Ядерная геология: Сб. науч.тр.- М.: ВНИИЯГГ, 1974,- С. 171-176.

5. Ахияров В.Х. Методика выделения продуктивных коллекторов по каротажу в глинистых полимиктовых отложениях// Геолого-промысловые методы изучения полимиктовых коллекторов Западной Сибири: Тр. ЗапСибНИГНИ,- Тюмень, 1980,- Вып. 151.- С.61-77.

6. Баранов В.И., Титаева H.A. Радиогеология.- М.: МГУ, 1973,- 242 с.

7. Бардовский В.Я., Булмасов В.А., Прокопив И.И. Изучение естественной радиоактивности отложений нефтяных месторождений Предкарпатья// Разведка и разработка нефтяных и газовых месторождений.-1977.- Вып.14.- С.20-23.

8. Батурин Г.Н. Уран в современном морском осадочном цикле// Геохимия.- 1973.- № 9,- С.1362-1372.

9. Бахтин А.И. Статистические методы в геологии.- Казань: КГУ, 1971.126 с.

10. Бембель P.M., Биншток М.М., Бочкарев B.C. Геология и нефтегазоносность Нижневартовского района//Тр.ЗапСибНИГНИ.- Тюмень, 1974.- Вып.83,- 248 с.

11. Бобров В.А., Гофман A.M. Лабораторный гамма-спектрометрический анализ естественных радиоактивных элементов (методические разработки).-Новосибирск: ИГиГ СО АН СССР, 1971.- 67 с.

12. Булмасов В. А. Исследование распределения радиоактивных элементов в породах с целью изучения разрезов альпийской складчатости (на примере Карпатской нефтегазоносной провинции): Автореф. дис. канд. г.-м.наук.- М., 1981.-25 с.

13. Варварин Г.Б., Урманов Э.Г. Состояние и перспективы применения спектрометрического гамма-каротажа глубоких скважин// Обзор ВИЭМС. Сер.Разведочная геофизика.- 1991.- 55 с.

14. Венделынтейн Б.Ю., Поспелов В.В. Роль минерального состава и адсорбционной способности полимиктовых песчаников и алевролитов в формировании их физических свойств// Петрофизика и промысловая геофизика: Тр.МИНХ и ГП.- М.: Недра, 1969.- Вып.89.- С.24-33.

15. Венделынтейн Б.Ю., Резванов P.A. Геофизические методы определения параметров нефтегазовых коллекторов. М.: Недра, 1978.- 316 с.

16. Влияние литологии и минерального состава цемента полимиктовых пород на зависимость относительного сопротивления от коэффициента пористости/ Г.В.Таужнянский, Н.А.Пих и др.// Нефтегазовая геология и геофизика,- 1980.- Вып. 9.- С.37-39.

17. Гавшин В.М. Некоторые условия концентрации урана природными сорбентами в процессе литогенеза// Геохимия и минералогия радиоактивных элементов Сибири: Сб.науч.тр.- Новосибирск: Наука, 1970.- С.5-16.

18. Гавшин В.М., Бобров В.А., Малясова З.В. Определение радиоактивных элементов в стандартных образцах горных пород// Ядерногеохимические методы: Сб.науч.тр.- Новосибирск: АН СО ИГиГ, 1976.- С.69-75.

19. Гамма-спектрометрическая характеристика пород продуктивных отложений Среднего Приобья/ Л.П.Зуев, В.С.Кудрявцев, В.Г.Мамяшев и др.// Экспресс-информ. ВИЭМС. М., 1979.- С.1-17.

20. Геология нефти и газа Западной Сибири/ А.Э.Конторович, И.И.Нестеров, Ф.К.Салманов и др.; М.: Недра, 1975.- 679 с.

21. Готтих Р.П. Радиоактивные элементы в нефтегазовой геологии.- М.: Недра, 1980,- 251 с.

22. Готтих Р.П., Муравьева Л.В. Закономерности распределения урана на площади древних бассейнов седиментации// Ядерная геология: Сб.науч.тр.- М.: ВНИИЯГГ, 1974,- С.158-170.

23. Дахнов В.Н. Геофизические методы определения коллекторских свойств и нефтегазонасыщения горных пород. М.: Недра, 1975.- 344 с.

24. Добрынин В.М., Венделыптейн Б.Ю., Кожевников Д.А. Петрофизика: Учеб. для вузов.- М.: Недра, 1991.- 368 с.

25. Железнова Е.И., Шумилин И.П., Юфа Б.Я. Радиометрические методы анализа естественных радиоактивных элементов (практическое руководство).-М.: Недра, 1968.-459 с.

26. Иванова Т.Е., Кудрявцев B.C., Мамяшев В.Г. Адсорбционные свойства полимиктовых пород// Методика разведки и промыслово-геофизических исследований газонефтяных месторождений Тюменской области: Тр. ЗапСибНИГНИ.- Тюмень, 1975.- Вып. 106.- С.88-93.

27. Изучение коллекторов нефти и газа месторождений Западной Сибири геофизическими методами/ Е.И.Леонтьев, Л.М.Дорогиницкая, Г.С.Кузнецов, А.Я.Малыхин,- М.: Недра, 1974.- 239 с.

28. Изучение тонкослоистого разреза ядерно-геофизическими и геоакустическими методами с целью выделения коллекторов в условиях тюменской свиты Красноленинского свода/ М.И.Афанасенков, Ю.М.Зендриков, И.А.Мартьянов и др.; М.:ВНИИЯГГ, 1981.- 181 с.

29. Ингерман В.Г., Нефедова Н.И. О возможности оценки коллекторских свойств полимиктовых пород Западной Сибири по данным гамма-метода// Нефть и газ Тюмени: Сб.науч.тр,- Тюмень, 1970.- Вып.8.- С.5-8.

30. Интерпретация результатов геофизических исследований нефтяных и газовых скважин: Справочник/ Под ред.В.М.Добрынина. М.: Недра, 1988. -476 с.

31. Ирбэ H.A. Сводные геолого-геофизические разрезы нефтегазоносных областей Западно-Сибирской низменности и их особенности// Геофизические исследования Западной Сибири:Тр. ЗапСибНИГНИ.- Тюмень, 1972.- Вып.54.-С.3-167.

32. Калмыков Г.А. Методика определения минерально-компонентного состава терригенных пород в разрезах нефтегазовых скважин по данным комплекса ГИС, включающего спектрометрический ГК: Автореф. дис. канд. т.наук.- М., 2001.- 24 с.

33. Коган P.M., Назаров И.М., Фридман Ш.Д. Основы гамма-спектрометрии природных сред. М.: Атомиздат, 1976.- 366 с.

34. Кожевников Д.А. Гамма-спектрометрия в комплексе геофизических исследований нефтегазовых скважин//НТВ "Каротажник".- 1997.-Вып.38,39.

35. Кожевников Д.А., Лазуткина Н.Е. Оценка содержания пелитовой фракции по данным гамма-спектрометрии в комплексе ГИС// Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений.- 1994.- № 1.- С. 12-15.

36. Курбанов Н.Ш., Соколов М.С. Об определении глинистости методом ГК полимиктовых коллекторов месторождения Камышитовый Юго-Западный// Нефть и газ.- 1971.-№9.- С. 15-20.

37. Лакин Г.Ф. Биометрия. Учеб. пособие для университетов и пед. институтов.- М.: Высшая школа, 1973.- 343 с.

38. Ларионов В.В. Оценка пористости коллекторов и их глинистости по данным радиометрии скважин// Геофизические и гидродинамические исследования пластов и скважин: Тр.ВНИИ, 1960.- Вып. 29.- С.218-228.

39. Ларионов В.В. Радиометрия скважин.- М.: Недра, 1969.- 328 с.

40. Ларионов В.В. Ядерная геология и геофизика.- М.: Гостоптехиздат, 1963.-351 с.

41. Ларионов В.В., Нефедова Н.И. Естественная радиоактивность полимиктовых песчано-глинистых отложений юрского возраста полуострова Мангышлак// Петрофизика и промысловая геофизика: тр.МИНХ и ГП.- М.: Недра, 1969.- Вып.89.- С.47-56.

42. Латышова М.Г. Практическое руководство по интерпретации диаграмм геофизических методов исследования скважин.- М.: Недра, 1990.219 с.

43. Лебедева Т.И. Гамма-спектрометрические исследования на месторождениях Тюменской области// Проблемы нефти и газа Тюмени: Сб.науч.тр.- Тюмень, 1975.- Вып.26.- С. 14-16.

44. Матчинова Г.П. Результаты применения спектрометрии естественного гамма-излучения для оценки глинистости пород на нефтегазовых месторождениях// Разведочная геофизика: Сб.науч.тр.- 1984.- Вып.98.- С. 100106.

45. Мейер В.А., Ваганов П.А. Основы ядерной геофизики.- JL: Изд. Ленинградского университета, 1978.- 360 с.

46. Некоторые аспекты использования данных гамма-спектрометрии при изучении полимиктовых песчаников центральной части ДДВ/ Е.И.Адамский, В.Я.Бардовский, В.А.Старостин, Т.И.Филатова.- Ивано-Франковск: Ивано-Франковский институт нефти и газа, 1983.- 17 с.

47. Нелепченко О.М., Ахияров В.Х., Басин Я.Н. Оптимальные комплексы геофизических исследований нефтяных и газовых скважин Западной Сибири.-М.: Недра, 1976.- 132 с.

48. Нестеров И.И., Прозорович Г.Э., Салманов Ф.К. Сургутский нефтеносный район: Тр. ЗапСибНИГНИ.-. Тюмень, 1968.- Вып. 19.- 240 с.

49. Нефедова Н.И. Об оценке глинистости и содержания химически связанной воды в полимиктовых коллекторах Западной Сибири// Нефтегазовая геология и геофизика.- 1982.-Вып.8.-С.21-23.

50. Объяснительная записка к атласу литолого-палеогеографических карт юрского и мелового периодов Западно-Сибирской равнины в масштабе 1:5000000/ Под ред.д.г.-м.н.И.И.Нестерова: Тр.ЗапСибНИГНИ.-Тюмень, 1976.-Вып.93.- 85 с.

51. Особенности геологического строения и разработки недонасыщенных нефтью залежей Ноябрьского района Западной Сибири/ В.А.Городилов, Р.Н.Мухаметзянов, Г.А.Храмов и др. М.: ВНИИОЭНГ, 1993. - 69 с.

52. Оценка глинистости коллекторов методом гамма-спектрометрии естественной радиоактивности/ П.Н.Гуров, Д.В.Гусаров, Е.В.Карус и др.//Геология нефти и газа.- 1979,- № 4.- С.53-59.

53. Плуман И.И. Распределение урана, тория и калия в отложениях Западно-Сибирской плиты// Геохимия.- 1975.- № 5.- С.756-766.

54. Радиоактивные элементы в породах нижнего кембрия Иркутского амфитеатра/ Н.Л.Тихомирова, О.А.Калятин, А.А.Рожков, В.В.Глассон// Ядерная геология: Сб.науч.тр,- М.: ОНТИВНИИЯГГ, 1978.- С.97-104.

55. Распределение урана, тория и калия в морских терригенных отложениях мезозоя Западно-Сибирской плиты/ В.М.Гавшин, В.А.Бобров,

56. Р.Г.Демина и др.// Геохимия рудных элементов в процессах выветривания, осадконакопления и катагенеза: Сб.науч.тр.- Новосибирск, 1979.- С.128-160.

57. Сахибгареев P.C., Евко Н.Д. Минералогические особенности глинистой составляющей продуктивных отложений Усть-Балыкского месторождения нефти в связи с изучением их коллекторских свойств по ГКУ/ Нефтегазовая геология и геофизика,- 1968.- № 4.- С.11-14.

58. Сериков Ю.И. Естественная радиоактивность мезозойских отложений Терско-Кумской равнины// Промысловая геофизика: Тр.МИНХ и ГП.- М.: Гостоптехиздат, 1963.- Вып.41.- С.21-33.

59. Сериков Ю.И. Радиоактивность глинистых пород// Промысловая геофизика: Тр.МИНХ и ГП.- М.: Гостоптехиздат, 1963.- Вып.41.- С.34-46.

60. Сериков Ю.И. Роль калия в радиоактивности осадочных пород Терско-Кумской равнины// Промысловая геофизика: Тр.МИНХ и ГП.- М.: Гостоптехиздат, 1963.-Вып.41.- С.47-53.

61. Скважинные гамма-спектрометрические исследования естественной радиоактивности кристаллических пород/ Н.Л.Тихомирова, Е.Е.Дмитриев и др.//Ядерная геология: Сб.науч.тр.- М.: ОНТИВНИИЯГГ, 1978,- С.104-108.

62. Смыслов A.A. Уран и торий в земной коре. -Л.: Недра, 1974.- 231 с.

63. Сребродольский Д.М., Матчинова Г.П. К вопросу интерпретации методов естественной радиоактивности на нефтегазовых месторождениях// Нефтегазовая геология и геофизика.- 1976,- № 8.- С.49-51.

64. Уран в осадочных породах/ Г.Б.Наумов, А.В.Коченов, В.И.Герасимовский, А.И.Германов// Основные черты геохимии урана: Сб.науч.тр.- М.: изд. АН СССР, 1963.- С.238-289.

65. Урманов Э.Г. Спектрометрический гамма-каротаж нефтегазовых скважин.- М.: ВНИИОЭНГ, 1994,- 80 с.

66. Урманов Э.Г. Спектрометрический гамма-каротаж пути совершенствования аппаратуры// НТВ Каротажник.- 1997.- № 39.- С.19-25.

67. Ушатинский H.H., Зарипов О.Г. Минералогические и геохимические показатели нефтегазоносности мезозойских отложений Западно-Сибирской плиты: Тр. ЗапСибНИГНИ.- Свердловск, 1978,- Вып.96,- 207 с.

68. Фертл В.Х. Спектрометрия естественного гамма-излучения в скважине// Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. М., 1983.- №№ 3-6,8,10,11.

69. Хабаров В.В. Поиск алгоритмов учета влияния глинистых минералов на петрофизические и геофизические характеристики пластов-коллекторов// Проблемы интерпретации данных ТИС на ЭВМ: Сб.науч.тр. (часть II).-Тюмень, 1992,- С.110-117.

70. Хабаров В.В., Волков E.H., Кудрин В.Я. Петрофизическое обоснование радиоактивного каротажа в породах юры Западной Сибири// Нефтегазоносность отложений Западной Сибири по геофизическим данным: Тр. ЗапСибНИГНИ.- Тюмень, 1986,- Вып.206,- С.51-57.

71. Хабаров В.В., Кузнецов Г.С., Турышев В.В. Ядерно-физические исследования керна терригенных пород месторождений углеводородов Западной Сибири// Геоинформатика.- 1998.- № 1.- С.43-52.

72. Ядерная геофизика при исследовании нефтяных месторождений/ Ф.А.Алексеев, И.В.Головацкая, Ю.А.Гулин и др.; М.: Недра, 1978.- 359 с.

73. V.V.Khabarov, G.S.Kouznetsov, V.V.Turyshev. Nuclear geophysical core analysis of terrigenous rocks of the West Siberia hydrocarbon fields// Тез.докл. International conference "Nuclear Geophysics". Krakow, 1997. - P.27.

74. Walter H.Fertl. Gamma ray spectral data assists in complex formation evaluation// "The Log Analist".- 1979.- № 5.- pp.3-37.

Информация о работе

Турышев, Вячеслав Валерьевич
кандидата геолого-минералогических наук
Томск, 2006
ВАК 25.00.10

Диссертация

Совершенствование петрофизического обеспечения геологической интерпретации материалов стационарных радиоактивных методов ГИС - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Совершенствование петрофизического обеспечения геологической интерпретации материалов стационарных радиоактивных методов ГИС - тема автореферата по наукам о земле, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы