Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Выделение коллекторов и определение их подсчетных параметров в ачимовской толще Уренгойско-Пуровской зоны Западной Сибири

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

Автореферат диссертации по теме "Выделение коллекторов и определение их подсчетных параметров в ачимовской толще Уренгойско-Пуровской зоны Западной Сибири"

РГ6 ОА

1 О ШОН г^о

АО«! НШ1 "ГЬРС"

Научно-исследовательский и ироектно-конструкторский институт геофизических методов исследований, испытания и контроля нефте! аюразведочных скважин (ВНИПНС)

На правах рукописи

БАБУШКИНА АННА НИКОЛАЕВНА

ВЫДЕЛЕНИЕ КОЛЛЕКТОРОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ ПОДСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ В АЧИМОВСКОЙ ТОЛЩЕ УРЕНГОЙСКО-ПУРОВСКОЙ ЗОНЫ

Специальность 04.00.12 геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых.

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук.

Тверь - 1996г

Работа выполнена в Научно-исследовательском и проектно-конструкторском институте геофизических методов исследований, испытания и контроля нефтега<?оразведочных скважин (ВНИГИЮ ."акционерного общества открытого типа "Ваучш - производственное предприятие по геофизическим работам, строительству и заканчиванию сквахин" (АООТ нгаггЕРС").

Научный руководитель - доктор геолого-минералогических наук,

профессор Фоменко Е Г.

Официальные оппоненты : доктор геолого-минералогических наук

Соколов В. Я.

кандидат геолого-ыинералогических наук Кастерина В. А.

Ведущая организация - ЕНИИГЕОСИСТЕМ (г.Москва)

Защита состоится июня 1996г. в И часов на заседании диссертационного совета Д. 169.13.01 в АООТ НШ "ГЕРС по адресу: 170034, г. Тверь, пр. Чайковского, д. 28/2, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в биСлиотеке ВНИГИК. Автореферат разослан мая 1996г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, доктор физике - математических наук, доцент •• _ Глуздовский К Е

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В последние годы при поисках и разведке месторождений нефти и газа в Западной Сибири постоянно увеличивается доля продуктивных пластов сложного диалогического состава, коллекторы которых имеют непростое строение парового пространства, а насыщающие его флтды находятся в разном фазовом состоянии.

Наиболее сложные коллекторы приурочены к ачимовским и юрским отложениям не^гтегазовых месторождений Уренгойско-Пуровсксй зоны Западной Сибири.

В отложениях ачшовской толщи выявлены газоконденсатные залежи с нефтяными оторочками, приуроченные к глинистым коллекторам с ухудшенными фильтрационно-емкостными свойствами( ФЕС). Особенностью ачимовских отложений является также наличие зон аномально-высоких пластовых давлений(АВЦЦ).

Для ачимовских отложения характерно невыдержанное линэовидное переслаивание, плохая отсортированное^ песчаных пород, частая и неравномерная их глинизация, наличие зон АВПД. В проницаемых разностях ачимовских отложений наблюдается существенная литологи-ческая изменчивость по разрезу и по площади. Этим отложениям свойственно незакономерное распределение пластов по продуктивности. Нередки случая присутствия водоносных коллекторов среди продуктивных. Результаты испытаний часто противоречат данным геофизических исследований скважин(ПК). "Сухими" по результатам испытаний оказываются объекты, имеющие признаки коллекторов по РИС. И, в то же время, промьшиенно продуктивными являются пласты, которые по ГИС, при использовании стандартных методов интерпретации, как коллекторы не выделятся.

Достоверная оценка запасов нефти и газа в ачимсвских отложе-1иях нефтегазовых месторождений Уренгойско-Пуровской зоны опреде-

ляет актуальность разработки методики выделения коллекторов и определения их подсчетных параметров.

Дедью работы является разработка методики, позволяющей достоверно определять запасы нефти и газа в сложных объектах ачимовской толщи Уренгойско-Пуровской зоны.

Основные задачи исследований:

- выбор комплекса исследований кернового материала, обеспечивающего обоснован,.;е методики выделения коллекторов и определения их параметров по данным ГЙС;'

- разработка методики выделения коллекторов и определения их подсчетных параметров применительно к сложным объектам ачимовской толпда Уренгойско-Перовской зоны Западной Сибири;

- разработка алгоритмической базы и програмных средств, обеспечивающих реализацию методики выделения коллекторов и определения подсчетных параметров при автоматизированной интерпретации данных ГИС;

- опробование разработанной методики на геофизических материалах Уренгойского, Яро-Яхинского,' Есетинского, Северо-Есетинского, Самбургского и других месторождений этой зоны.

Научная новизна

1. Установлено, что в ачимовских отложениях зависимости Квсв(Кп) и Квсв(Кпр) для зон с- предельными газо и нефгенасыщен-ностью различны.

2. Критериями для выделения коллекторов в ачимовской толще могут служить двойной разностный параметр по ГК и нормированное показание ННКТ, полученные на основе закономерностей в изменении УЗС и результатов гидродинамического каротажа.

Практическая ценность работы: Результаты исследований переданы для использования в организациях РАО "Газпром" и Тюменской тематической экспедиции (ныне ЗапСибНАЦ).

Методика применена при подсчете запасов углеводородов в ачи-мовской толще Уренгойско-Пуровской зона

Основные защищаемые результаты:

1. Достоверное выделение коллекторов в ачимовской толще Уренгойско-Пуровской зоны должно выполняться по разработанной методике в основу которой положены закономерности в изменении радиального УЭС, результаты ГДК, а также полученные на их основе количественные критерии радиоактивных методов каротажа(двойного разностного параметра по ГК и нормированного показания ННКТ).

2. В условиях ачимовских отложений определение коэффициента связанной водонасыщенности в зонах с предельными газо и нефтенасы-щенностями нужно проводить по разным зависимостям искомого параметра от величины пористости или проницаемости.

3.Разработанный программно-алгоритмический комплекс обеспечит достоверную интерпретацию данных ГИС в сложных объектах ачимовской голщи.

Апробация работы. Основные научные положения и практические результаты диссертационной работы докладывались на конференциях специалистов Тюменского геофизического треста"Актуальные вопросы поиска и разведки нефтяных, газовых и газокондзнсатных месторождений Западной Сибири при геофизических исследованиях скважин"(г. Тюмень, 1984г,1985г,1986г), на "Комаровских чтениях" организованных Евро-Азиатским геофизическим обществом в 1995г.

Публикации.

Результаты выполненных исследований изложены в 7 печатных работах и двух научно-исследовательских отчетах.

Объем работ^Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения, содержиг'страниц текста,/^"таблиц,¿^рисунков. Библиография 3>

включае^наименований.

Диссертация базируется.на результатах исследования.выполненных автором лично или при его непосредственном участии под научным руководством д. г. -м. н., профессора В. Г. Фоменко.

При выполнении работы на протяжении многих лет автор тесно сотрудничал со специалистами в области интерпретации материалов ГИС из разных подразделений НПГГГЕРС" и ведущими специалистами производственных организаций, принимавшими участие в постановке и проведении исследований, обработке получаемой информации. Автор выражает сердечную благодарность к. г. -ы. н. Нелепченко 0. М. ,к. г. -м. н. Таужнянскому Г. В., д. г. -м. н. .профессору Петерсилье ЕЯ, д. г. -м. н. Топоркову В. Г. , д. г. -м. н. , профессору Венделывтейну Б. Ю., к. г. -м. н. Кастериной К А. , Формановой Н. Е , Червякову И. Б., к. г. -м. н. Хабарову К Е , к. г. -»а н. Немило Е И.

Автор глубоко признателен д. г. -м.н. Яценко Г. Г. , ■ д. т. н., профессору Фионову А. И. за консультации, ценные советы и замечания при обсуждении ревультатов исследований и написании диссертации.

Автор выражает сердечную благодарность своим коллегам по работе Колесниковой Л. С., Трухину Е Ю. , Беляковой С. Е , Чуриковой И. В.., Беловой Е А., к. т. н. Красильникову С. Е , Шальновой С. Г., к. г. -ы. ч. Малинину А. Е , к. г. -м. н. Шценко Л. И. , к. г. -м. н. Драцову В. Г. и другим за помощь и поддержку при подготовке работы.

Светлой памяти доктора геолого минералогических наук Ручкмна А. Е , оказавшего значительное влияние на научную постановку исследований по теме диссертации, автор посвяшдет настоянию работу.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность проблемы, сформулированы цель, и задачи научных исследований, полученные научные результаты

и защищаемые положения. Изложены научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе рассмотрено состояние геологических, геолого- технологических и геофизических исследований и их эффективность для решения задач в условиях месторождений нефти и газа Уренгойско - Пуровской зоны.

Указано, что в этой зоне постоянно увеличивается объемы исследований коллекторов сложного строения. Стандартные приемы интерпретации данных ГИС становятся неэффективными, а получаемая при зтом информация малодостоверной.

Основной прирост запасов ожидается от более глубокозалегащих отложений: ачимовской толщи, баженовской свита, тюменской свита. В пределах Уренгойско-Луровской зоны наиболее перспективными являются отложения ачимовской толщи.

Породы нижнемэловых отложений ачимовской толщи коренным образом отличаются от вышезалегавщих неокомских отложений по вещественному составу, физическим и коллекторским свойствам. Это определяет принципиально иной подход при изучении их по данным ГИС. Наборы методов ГИС и методики интерпретации, разработанные для более простых мезозойских разрезов, неприемлемы для разрезов ачимовских отложений.

Изучением физических свойств коллекторов ачимовской толщи Уренгойско-Луровской зоны занимались Ишаев У. Г., Глебочева К К, Ирбэ Н. А. , Лебедев Б. А., Арчегова Т. Л , Ее стеров И. И., Ушатинский И. Е и другие исследователи. Из обобщения этих работ следует, что коллекторы углеводородов ачимовской толщи представлены мелкозернистыми песчаниками и алевролитами, имеющими более высокую пористость по сравнению с юрскими отложениями и песчаниками нижнего мела. Проницаемость ачимовских отложений при одинаковых величинах

пористости значительно ниже, чем песчаников неокома. Ачимовские отложения с пористостью выше 0.15 д. е. имеют проницаемость в среднем на один-два порядка(в 10-100 раз) меньшую, чем аналогичные не-окомские отложения. Ачимовские отложения Уренгойско-Цуровской зоны представлены песчано-алеврито-глинистыми городами. Основными породообразующими минералами являются полевые шпаты (кислые и средние плагиоклазы и калиевые полевые шпаты)(от 30 до 64Х ) и кварц (от 20 до 40%). ОВлгчки кремнистых, кислых эффузивных и средних эффузивных пород составляют 4-23% от объема, серицитовых и хлоритовых - не более 12% при среднем значении 1.6%, слюдистых (мусковит и гидробиотит) - не более 20% при среднем вначении 7.9Х. Цемент пород ачимовской толщ представлен хлоритовыми и карбонатными разновидностями. Содержание хлоритового цемента не превышает 21%, карбонатного цемента-27%.

.Естественная температура в ачимовских отложениях изменяется в широких пределах от 60 до 120 С в среднем составляя 80-90 С.

Пластовые давления имеют явно выраженный аномально-высокий характер. Коэффициент аномальности достигает величин 1.45-1.75, а иногда ,и выше. На глубине 3500 м вскрываются высоконапорные газо-конденсатные залежи с пластовыми давлениями, превышающими 60 МПа. Здесь коэффициент аномальности более 1.8.

Гидрогеологически ачимовские отложения приурочены к неокомско-му водоносному комплексу. Преобладают хлоркальциевые воды с минерализацией 10-12 г/л. Удельное электрическое сопротивление пластовой воды при температуре 90 С составляет 0.18-0. 22 Омм.

Геофизические исследования в ачимовских отложениях Урен-гойско-Пуровской зоны выполнялись ПГО " Укргеофизика"(Украпнска; геофизическая экспедиция) и ПГО "Тюменьпромгеофизика"(Уренгойскш геофизическая экспедиция). Результаты анализа заключений по опера-

тивной интерпретации данных ГИС показали на отсутствие какой - либо "стройной" методики выделения коллекторов и количественного определения их свойств. Четко установленных значений геологических или геофизических параметров для разделения пород на коллекторы и неколлекторы, а также критических значений, для разделения коллекторов по характеру насыщения"гаа-нефть", "газ-вода","нефть-вода" не било разработана.

Включение в разработку нефтегазовых месторождений, приуроченных к ачимовской толще Уренгойско-Пуровской зоны-проблема сегодняшнего дня. Достоверное определение подсчетных параметров и оценка запасов углеводородов на таких месторождениях возможны только при наличии обширной геолого-геофизической информации и применении совершенной методики интерпретации данных ГИС.

Вторая глава посвящена выбору комплекса исследований кернового материала, обеспечивающего обоснование методики выделения коллекторов и определения их подсчетных параметров по данным ГИС.

Стандартный комплекс лабораторных измерений керна ачимовских отложений, включающий определение пористости(Кп), абсолютной про-нипаемости(Кпр), объемной плотности(б), карбонатности(Ск), остаточной водонасыщенности(Кво) и остаточной нефгенасшценности(Кно) выполнялся различными организациями России (ЦЛ Тюменьгеология, УГЭ Гюменьпромгеофизики, ВНИГРИ, Сибнефтегеофиэика) в довольно значительных объемах. Всего было исследовано 2180 образцов керна

Несмотря на большой объем выполненных стандартных измерений, целенаправленный анализ полученных данных с целью разработки интерпретационной модели, обеспечивающей достоверную интерпретацию материалов ГИС, ранее не проводился. Несмотря на принадлежность серна к одним и тем же отложениям, результаты определений параметров разными исследователями отличаются. Например: в коллекции ЦЛ

образцы имеет абсолютную проницаемость от 0.01 до 22.6 ф(м2), в коллекции ВНЙГРИ-от 0.12 до 1980 ф(м2), в коллекции Сибнефтегеофи-аики от 0.01 до 13.2 ф(м2). В коллекции ЕНИГРИ 11 образцов охарактеризованы как имеющие трещины. Абсолютная проницаемость таких образцов от 16 до 1980 ф(м). В остальных коллекциях трещины не выявлены. В таблице 1 приведены средние значения проницаемости ачи-мовских отложений в ф(м2).

Таблица 1

По данным коллекций организаций

У

Тип среднего |

т-г

|Сибнефте-|геофизика | |г. Ново-

|Тюмень| Сибирск

! ЦЛ

ЕНИГРИ, г. Санкт-Пэтербург

-1-1-

все ! образцы образцы |без трещин

образцы с трещинами

арифметическое10. 690 | 1.38

93. 2 | 55. 4

746.5

геометрическое 10/076 | 0.08

8. 47 | 6. 8

374.7

Диапазоны изменения пористости в коллекциях ЦЛ, ЕНИГРИ и Сиб-нефтегеофизики приблизительно одинаковы^от О. 021д. е до 0. 231 д. е в коллекции ЦЛ, от 0. 0136д. е до 0.213д. е в коллекции ВНИГРИ, от 0.014д. е. до 0. 202д. е. в коллекции Сибнефтегеофизики); средние значения пористости соответственно равны 0.137д. е., 0.130д. е. и 0. ИОд. е. для всех образцов и 0.163д. е.; 0.144д. е. и 0.162д. е. для образцов с пористостью больше 0.1д.е. (т.е. для коллекторов).

Ееидентичности данных, полученных в различных организациях. Это может быть связано с двумя факторами:

1) вьйорки не отражают свойства пород в полном объеме;

2) методики измерения параметров в различных организациях не соответствуют друт другу.

Для выяснения этих гипотез диссертантом была отобрана коллекция из 55 образцов, отражающих изменение Кпр в диапазоне от 0. 07 до 22. 8ф(м2) и Кп-в диапазоне от 0. Оббд. е. до D. 221д. е. На это/1 коллекции по техническому заданию, составленному диссертантом, во ВНИГНИ и ВНИГИКе были проведены контрольные измерения вышеупомянутых параметров и поставлены специальные исследования.

Из сопоставлений значений Кпр и Кп для коллекций, ДЛ и ЕШГНИ (ЕНИГИК), ЦЛ и Сибнефтегеофизики следует, что в этих организациях параметры определяется по одинаковым или близким методикам. Результаты оценки параметров, полученные во ВНИГРИ не соответствует результатам определений на трех других коллекциях. Высокие значения абсолютной проницаемости при относительно низких значениях пористости обычно характерны для трещшных пород. При преимущественно трещинной структуре порового пространства следовало бы ожидать и высоких дебитов пластовых флюидов из отложений ачимовской толщи. Гидродинамические же исследования об этом не свидетельствуют. Поэтому от применения количественных значений абсолютной проницаемости, установленных во ВНИГРИ пришлось воздержаться.

Исследованиями обобп$знной коллекции образцов ачимовских отло-кений Уренгойско-Пуровской зоны методами математической статистики, установлено, что связь меаду Кпр и Кп молет быть описана толь-<о трехмерной зависимостью. В качестве третьего параметра, контро-Юфухвдэго глинисгость(Кгл), следует использовать гамма активность, уцененную как на керне (Jy), или по r)íC(dJrK). Между Кгл и ,!у или jJrK имеется связь, описываемая кривой с критерием тесноты связи 3. 52.

Для минералогической', бы) и объемной плотности(боб), интерваль-зого времени -:ообега угругой нолны^сК,) при атмосфернкх и пластовых

И

условиях выявлены линейные характеры связей Кп(боб) и Кп(сЛ) с критериями тесноты связи 0. 93, 0.95.

Для установления наиболее обоснованной зависимости Р(Кп) на контрольной выборке были организованы исследования образцов керна, насыщенных водой минерализацией 10 г/л под воздействием эффективного давления <ЗР=17Ша. Зависимость Р(Кп) описывается уравнением Р=0.83/Кл**2.13 и имеет критерий тесноты связи 0. 66.

Достоверное определение содержания остаточной воды в породе определяется только при исследовании керна прямым методом.

При отсутствии керна, отобранного на ПЖ с нефтяной основой, наиболее близкие к истинным значения остаточной водонасыщенности получаются при моделировании остаточной воды методом капилляриметрии.

Пг результатам исследования 53 образцов, диапазон изменения остаточной водонасыщенности по методу капилляриметрии 0.336-0.572д. е. при среднем значении 0.434д. е. Исследования по методу капилляриметрии были проведены при давлении Рк от 0.001 до 1.0 МПа.

Остаточная вода ачнмовскгас отложений моделировалась также методом центрифугирования на коллекции из 129 образцов керна. Диапазон изменения остаточной водонасыщенности от 0.414 до О. 895д. е. при среднем значении О. 60бд. е. Моделированием остаточной воды методом центрифугирования не -была достигнута ее достоверная оценка, поскольку скорость центрифугирования образцов керна ачимовских отложений обоснована но была.

Связи Рн(Кв), порученные в ЦЛ и УкрНИГРИ, имеют низкие показатели степени го= 1.46 и 1.48, в зависимостях Рн=в/Кв**т. Ш результатам исследования контрольной коллекции связь Рн(Кв) отличается от вышеприведенных меньшим показателем степени 1.26. По этой

связи в совокупности с соответствующая зависимостью Р(Кп) результаты определения водонасыщенности будут на 0. 05-0.07д. е. меньше результатов оценки этого параметра по связям ЦЛ.

Величина остаточной водонасыщенности контролируется проницаемостью. Уравнение, связывающее Квсв, по данным капилляриметри-ческих исследований контрольной коллекции, и Кпр, имеет вид Квсв=1/(2.3+0. 58*1(*Кпр) и статистические коэффициенты: критерий тесноты связи КТС=0. 62 при коэффициенте апроксимации 0.71. Погрешность оценки Кв. св по этой зависимости 0. 07.

Содержание остаточной нефти(Кно) ачимовских.отложений изменяется от 0. 01 Зд. е. • до 0. 082д. е. при среднем значении 0.045д. е. Закономерностей между Кно и другими ФЕС(Кп,Нпр) не наблюдается.

Содержание остаточного газа(Кто), оцененное на контрольной коллекции, связано с Кп линейным уравнением Кго=1.17{3*Кп-0. 065 с КТС=0. 76 и погрешностью 0. 033.

Ядерно-физические исследования керна ачимовских отложений были выполнены в ЗапСибНиигеофизике и включали измерения диффузионно- адсорбционной активности Ада, естественной радиоактивности Iу, влагосодержания твердой фазы скелета Wcк, содержание калия Ск} урана Си и тория

Диапазоны изменения Ада от 13. 2 до 33. ЗмВ, 1у-от 1.24 до 4. 88 пгзквЯа/г породы или от 2.523 до 9.923 мкР/час, «ск-от 0.029 до 0.168д. е. , Ск-от 0.41 до 1.42%, Си-от 0.04 до 1.15 пгэквНа/г ;; Шу-от 0.28 до 2.5 пгэквИа/г свидетельствуют о представительности коллекции в изучаемом вопросе. Связь между Ада и всеми остальным!! рассматриваемыми свойствами отсутствует. Влагосодержание скелета породы определенным образом связано с содержанием гидробиотитевых примесей. Содержание карбонатного Скц и глинистого (хлоритового) Сгц не имеет связей ни с Уск ни с 1у. Статистические связи наблю-

дается"только между 1у и содержанием в породе радиоактивных элементов. Наибольший вклад в величину 1у оказывает торий; вклад урана и калия в величину 1у значительно меньше. Поскольку торий чащэ всего прсутствует в глинах, гамма-активность пород можно использовать в качестве критерия глинистости при обосновании интерпретационной модели ачимовских отложений.

Для ачимовских отложений исследуемого района характерно получение двухфазных-притоков углеводородов и воды. Это определяет необходимость обоснования критических значений водонасшценности для разделения пластов на продуктивные, с двухфазным притоком пластовых флюидов и водонасыщенные. По результатам капилляриметрических исследований были расчитаны относительные фазовые проницаемости и установлены критические значения водонасыщенностей Кв* и Кв** и критических значений доли воды в ожидаемом притоке.

Построены зависимости гп/гв от Кпр и Кп для водонасыщенностей Квсв, Кв*, Кв** и Кв=1 для разделения пластов на продуктивные, водонасыщенные и с двухфазным насыщением в ачимовских отложениях. Было установлено, что определенные по результатам капшигариметри-ческих исследований значения Квсв соответствуют остаточной воде для нефтенасыщенных пластов. Для газонасызценных пластов значения Квсв будут несколько (иногда значительно) ниже. Этот эффект установлен на основе анализа результатов.определения остаточной (связанной) воды прямым методом на керне, отобранном на Ш с нефтяной основой, и моделирования воды методом капшшяриметрии для ачимовских отложений Восточно-Таркосадинского месторождения Западной Сибири. В определенной мере он соответствует данным, полученные Дорогоницкая Л. М. при выполнении исследования керна по метода ртутной порометрин. Создавая при атом давления больше 1 ЫПа, А. М. Дорогиницкая установила, что остаточной воде на кривой Рк(Кв)

соответствует не крайняя точка с минимальным ена-^нпем Кв, а верхняя, образуемая на пересечении двух отрезков прямых, проводимых через точки Рк и Кв при нанесении их на полулогорефмический бланк. Критические значения Кв* и Кв** устанавливаются по соответственно нижележащим пересечениям отрезков прямых. На графиках гп/гв(Кпр) и гп/гв(Кп), построенных диссертантом по данным ГИС для испытанных пластов гипотезылиссертанга и Л. М. Дорогоницкой подтверждаются. Из изложенного следует, что графики Квсв. н(Кпр) и Квса. н. (Кп) могут быть использованы для разделения продуктивных коллекторов на газонасыщенные и нефтенасыщенные.

Для петрофпзических исследований керна ачимовских отложений разработан комплекс, обеспечивающий наиболее достоверное определение запасов углеводородов.

Детальное и комплексное изучение керна должно выполняться с целью определения литолого-минералогического состава продуктивных пород и вмещающих их отложений, открытой пористости и проницаемости, нефте-газо и водонасыщэнности, физических характеристик, необходимых для получения эталонных зависимостей между геофизическими параметрами и каллекгорскими свойствами.

Разработана схема лабораторного изучения керна, определяемая конкретной задачей исследований, составом и свойствами коллекторов и пластовых флюидов, сложностью геологического строения разреза и выносом керна. Исходя из этого для изучаемых ачимовских отложений разработана принципиальная схема лабораторного исследования керна. При исследовании керна ачимовских отложений необходимо определять открытую пористость, остаточную нефтенасыщенность, абсолютную и эффективную проницаемость, минералогическую плотность, общую гамма-активность, проводить гранулометрический и химический анализы;

изучать свойства нефти и битума; исследовать шлифы. Определения открытой пористости и проницаемости следует выполнять на образцах правильной геометрической формы, остальные - на фрагментах, оставшихся после обработки керна. Информацию, необходимую для количественной интерпретации данных РИС и оценки запасов нефти и газа, необходимо получать путем проведения измерений удельного электрического сопротивления частично и полностью водонасыщэнных образцов. Остаточную водонасыщенность следует определять на образцах г-.ерна, отбираемого на Ш с нефтяной основой, или моделировать по 1/етоду капилляриметрии. Необходимо проводить прямое определение минерализации вытесненных вод и химического состава солей, измерение интервального времени прохождения продольных волн, изучать фи-з:—.еские свойства образцов при термобарических условиях, соответствующих пластовым.

На керна ачимовских отложений, имеющих слоистое строение, ::л^дует выполнять определения фазовой проницаемости, элекгрохими-к-ской активности, раздельного содержания радиоактивных элементов £38. Т1т232 и К40, устанавливать структуру порового пространства, проводить работы по оценке кристаллизационной веды в минеральном скелете породы. Для обоснования летрофиэических зависимостей необходимо обеспечивать равномерное распределение образцов по всему диапазону изменения коллекторских свойств пород. Исследования пет-роФизических свойств следует выполнять на одном и том же образце -рна. На том же образце(либо его фрагменте, оставшемся после обработки) должны изучаться химический, гранулометрический и минеральный составы. При проведении измерений следует учитывать влияние анизотропии.

Третья глава посвящена разработке методики выделения коллекторов и определения их подсчетных параметров по данным ГИС.

Трудности в решении вопроса по выделению коллекторов связаны с неоднозначностью информации, получаемой по данным ГИС. В одних

случаях привычные для геофизиков прямые качественные геофизические признаки коллектора (уменьшение диаметра ствола скважины относительно номинального на кавернограмме и приращений на кривых микрокаротажа вследствие образования глинистых корок) имеш место, в других - такие признаки отсутствуют. Однако при испытании пластов с признаками коллектора и без таких признаков получают притоки пластовых флюидов. Вышесказанное определяет наличие в разрезе ачимовских отложений коллекторов и неколлекторов различного типа. Для их выявления необходима классификация пород и обоснованняе граничных значений геологических и геофизических параметров, разделяющих пласты на коллекторы и неколлекторы.

По классификации пород ачимовских отложений традиционными способами, в разрезах ачимовских отложений выделены' две группы коллекторов и три группы - пластов-неколлекторов.

Первую группу коллекторов представляют собой однородные пласты, отмечаемые на диаграммах ГИС характерными для коллекторов признаками: уменьшением фактического диаметра скважины ¿с относительно номинального йн и наличием приращений на кривых микрокаротажа (Ж). Для этих пластов характерны низкие значения показаний ГК и ПС. Граничные- значения Кл гр=0.13 и Кпргр=0.08фм2 устанавливаются общеизвестными способами.

Вторую группу коллекторов составляют неоднородные по ГИС пласты, толщины прослоев для которых изменяются от тысячных до десятых долей метра. Неоднородность этих пластов не отмечается даже на диаграммах микрометодов(МК и БМК). Традиционные методики ГИС при выделении коллекторов второй группы неэффективны.

Пласты-неколлекторы разделяются на три группы: плотные с. карбонатным цементом, плотные с глинистым или глинистокарбонатным цементом и глины с небольшим содержанием песчано-алевритовогс или карбонатного материала.

В зависимости от количества исходной геолого-геофизической информации по программе классификации объектов по степени различий или близости в разрезе ачимовских отложений выделяется от 5 до 6 классов из которых 2 класса, как правило, интерпретируются как коллекторы и требуют, тем самым, продолжения с ними работы. Результаты .антологического расчленения разрезов различными способами несколько отличаются между собой.

Для практического применения рекомендуется выполнять классификацию пород с помощью программного комплекса "-АНАЛИЗ". Этот комплекс позволяет провести упорядочение, систематизацию и обобщение фактического материала, выбрать необходимые объекты исследования. Для ачимовских отложений по этому комплексу удалось:

1) разделить данные на группы (классы), относящиеся к различным генеральным совокупностям;

2) отделить данные, соответствующие классам от статистического шума.

Было установлено, что наиболее информативными параметрами для классификации пород ачимовской толщи являются Кп.Кпр, Квсв.сПгк,

В разрезе выделяется 5 классов, из которых три класса -пласты-коллекторы и два - яеколлекторы (плотные и глинистые пласты).

Первую группу коллекторов представляют однородные пласты с проницаемостью более Зф(м2). Средние значения проницаемости пород этого класса 10.68+5.51ф(«2), пористости (0. 21+0.01)д.е. Пласты относительно чистые; на диаграммах ГК они имеют значения сЦгк=(0.19+0. 06) д. е. , на диаграммах сН>273+5мкс/м.

Вторую группу коллекторов составляют низкопроницаемыэ неглинистые породы с Кпр=(0. 71+0. 66)ф(м2) и Кп=(0-16+0.02) д. е. Для этих

, I

пород характерны низкие значения ЩсЦгМО. 18+0. ОЗд. е.) и сравнительно невысокие по сравнению с коллекторами I группы показания АК( с№=(249+11)мке/м).

Третью группу коллекторов составляют низкопроницаемые глинистые породы с фильтрационно-емкостными свойствами , аналогичными коллекторам II группы.Кпр=(0. 79+0.17)ф(м2), Кгт=(0.16+0.02) д. е. По данным АК коллекторы II и III групп не разделяются. Основным критерием их разделения коллекторов служит сЦгк. К коллекторам третьего класса относятся пласты с . сЗ,1гк>0.25, а первого и второго класса ^гк<0.25. Из коллекторов первого и второго класса, как правило, получают притоки пластовых флюидов(газа,нефти и воды). Из сорока процентов коллекторов III класса бшш получены притоки газа. Из 50Х пластов этой группы притоки пластовых флюидов не были получены. При этом пористости пластов давших притоки газа и оказавшихся сухими, были практически одинаковы.

Одной иэ характерных особенностей ашшовских отложений Урен-гойско-Пуровской зоны является неповсеместное распостранение стандартных прямых геофизических признаков коллекторов, основанных на проникновении в пласт фильтрата ПЯ(сужение диаметра скважины, фиксируемое на кавернограмме(Кав) и приращения на кривых микрока-ротажа(МК)). В пластах с одинаковой пористостью такие признаки могут иметь место и могут отсутствовать. Если они есть-то пласт, как правило, будет являться коллектором. Отсутствие же этих признаков не дает оснований считать такие пласты неколлекторами, поскольку из них при испытаниях нередко получают притоки пластовых флюидов и, в первую очередь, газа. В то же время на нормированных кривых бокового микрокаротажаСЕМК) и бокового каротажа(БК) против газоносных пластов в большинстве случаев наблюдаются приращэния гкБК. над гкБШ, свидетельствующие о наличии понижающего проникновения в пласты фильтрата ПК. В нефте и водонасыщенных пластах таких приращений не наблюдается. В связи с этим можно сделать вывод о возможности использования БМК-ЕК для определения положение газожидкостных контактов. •

Приращения гкБК над гкБМК являются надежными критериями Выделения газонасыщенных коллекторов в отложениях ачимовской толщи. Для выделений коллекторов в нефте и водонасышэнных частях разреза, а также при отсутствии в скважинах замеров БЫК и БК разработана методика на основе граничных аначений"коллектор-неколлектор" геофизических параметров. При разработке методики использовались результаты специальных геофизических исследований, полученных в скважинах, бурящихся на Ш с различными физическими свойствами. Были образованы информационные выборки по ГК и ННКТ пластов, имеющих прямые признаки коллекторов по данным гидродинамического каротажа ГДК и прямые качественные признаки, свидетельствующие о проникновении в пласт фильтрата ПЖ, и пластов без таких признаков. Выбор кривых ГК и ННКТ для установления граничных значений определялся исходя из массового применения при исследовании ачимовских отложений этих методов независимо от типа скважины. Принятые в качестве базовых значения ГК и НКТ были стандартизованы по опорным пластам и приведены к показаниям в пластах неограниченной толщины. Установлены величины йЛгк гр«0. 38 и ,]ннкт=7.5у. е., первое из которых является граничным значением "коллектор-неколлектор", отделяющим глинистые пласты от коллекторов всех трех классов, а второе -граничным значением, отделяющим коллекторы всех трех классов от плотных пластов.

Граничные значения сМгк гр и ./ннкт гр имеют одинаковые значения при использовании в качестве критерия выделения коллекторов в базовой информационной выборке как данных ГДК, так и данных БМК-БК, МК, Кав. При практическом применении методики кривые ГК иди ННКТ пересчитываются в кривые граничных значений <игк гр или ,1ннкт гр. Для пересчета ]ннкт в <3,1гк гр. рекомендована система уравнений:

8

й]гк гр=0.37-1.36/(12-_1ннкт) , если 1<Лннкт<7. 5 сМгк гр«0 , если ,1ннкт>7.5

Характерной особенностью ачимовских отложений является их неоднородность и дифференциация по фильтрационно - емкостным свойствам. Эта неоднородность приводит к тому, 'гго различаясь по пористости и проницаемости отдельных прослоев, пласты в целом характеризуются осредненными (интегрированными) электрическими характеристиками. Результаты испытаний, как правило, также относятся к интервалам с некоторыми осредненными геолого-геофизическими параметрами. На основе комплексного анализа геофизических данных и результатов испытаний 124 пластов ачимовских отложений из 52 сква-яин Уренгойского месторождения была установлена возможность использования критических значений гпЕКЗкр, гкБКкр и гкИКкр для разделения коллекторов на гаао, не^ге и водонасыданные. Для разделения нефте и ЕсдонасыЕЭшшх пород рекомендуются критические значения гпБКЗкр=( 16. 2+2.5) Омм, гкНКкр=( 12+2) Омм и гкИКкр=(16. 8+1. 5) Омм, для разделения газо и нефтенасышенных пород-гпЕКЗкр=( 35.8+3. 5) Омм, гпБКкр=( 25+5) Омм и гпИКкр»(33. 25+0. 75)Омм.

Несоответствия в критических значениях гпБКЗкр, гкБКкр, гкИКкр связаны с наличием в коллекторах ачимовских отложений зон проникновения; фильтрата ШС различных по глубине (О/с!) и характеру (повышающие и понижающе). Для изучаемых водонасыщенных пластов О/й изменяются в диапазоне от 2 до 12, для нефтенасыщэнных -от 2 до 11 для гаэонасыщенньк - от 3 до 16.

Для разделения коллекторов разных классов по насыщенности установлены также относительные водонасыщэнности Кв*отн и Кв**отн. Они соответствует значениям 0.184 и 0. 654 для пород . 1 класса, 0.163 и О. 633-для пород 2 класса и 0.147 и 0. 573-для пород 3 класса.

Определение пористости ачимовских отложений по данным ГИС можно проводить с использованием общеизвестных методик. Характер-

ной особенностью ачимовских отложений является близость между собой минералогических плотностей слагающих пород(2.69-2.70 г/смЗ). Это позволяет при наличии данных ГГКП для определения Кп использовать линейное уравнение: Кп=-0.592*бп+1.59. Относительная погрешность оценки Кп по этому методу будет не более О. 013.

При наличии информации об интервальном времени пробега упругой волны по стенке скважины сИ пористость южно определяеть по линейному уравнении Кп=0.0062*сИ-0.282. Уравнение подучено на основании результатов сопоставления данных керна и ГИС. Погрешность определения Кп по атому уравнению не хуже 0.028.

Методики определения Кп по данным АК и ГГКП просты и в ряде случаев дают лриешгемые результат В голе время характерные для этих методов зависимости от технологических факторов проводки скважины, влияющие на качество геофизических данных, не позволяют использовать эти методы для определения пористости повсеместно.

В качестве основных методов определения пористости предлагается использовать информацию, получаемую при нейтрон-нейтрон-ном(ННКТ), нейтронном -гамма (НТК) и гамма (ГК) каротажах. Пористость с погрешностью не хуже 0.088-0.1 можно определять по трехмерным зависимостям:

Кп=-0. 021*1ннкт-0.1*сОгк+0.31 Кп »-0.125*1нгк-0.1127*<игк+0. 453

Вследствии недостаточного штрологического обеспечения аппаратуры РК переход от значений ННКТ, НТК и ГК к пористости с использованием единых палеток приводит к систематическим погрешностям. Для уменьшения систематических ршибок диаграммы РК подлежат нормированию.

Для диаграмм ГК зга задача решается путем рассчета двойного разностный параметр ГК (сОгк). Нормирование диаграмм ННКТ и НТК

пршгз водите я по формулам: ,]ннкт оп. н

.1ННКТ н. - _

,1нкт оп.

где ,1ннкт оп. н. - стандартнш показания НННКТ в опорном пласте; ,1ннкт. оп - показания в опорном пласте в нормируемой скважине. Для нахождения ,1нгк н. используются аналогичные формулы.

В качестве опорных пластов с низкими значениями ,1ннкт рекомендуются пласты баженовской свиты с максимальными показаниями на кривых ГК( _1ннкт оп. н=3.1 у. е.), глины, залегающие непосредственно под баженовской свитой(,1ннкт оп. н=3.9 у. е.) и глины, залегающие в кровле ачимовских отложений, характеризующие максимальными значениями проводимости на кривых ИК( 1ннкт оп. н=3.9 у. е.).

Первые две группы опорных пластов с низкими показаниями ]ннкт хорош коррелируются по площади в пределах Уренгойского месторождения и имеют выдержанные показания (дисперсии - 0. 32 и 0.51 соответственно). Глины залегающие в кровле ачимовских отложений имеет небольшие мощности, показания в них менее выдержанны (дисперсия-О. 75). Необходимость их использования в качестве опорных связана исключительно с невскрыгием отдельными скважинами ба-женовской и нижелегающих свит. Показания в плотных пластах характеризуются разбросом значений ,1ннкт от 9 до 17 у. е. при среднем значений 12. 4 у. е.. Несмотря на повышенный разброс нормированные показания ННКТ по средним аначениям приводит к определению Кп с тогрешностыо менее 0.1 д. е. Опорные пласты для НТК выбираются такие, как для ННКТ. Пористость определяется с погрешностью менее Э. 05 д. е.

Ачимовские отложения с пористостью менее 0.15 д. е. имеют про-шцаемость .в на один - два порядка (в 10-100 раз) меньшую, чем шалогичныэ неокомские отложения.

Критерий тесноты линейной связи между Кпр и Кп для ачимовсккх отложений низкий - 0.5. Наиболее высокий критерий тесноты связи между Кпр.Кп - 0.75, может быть получен при переходе к трехмерным зависимостям. Связь Кпр(Кл, сУгк) может быть описана полиномом первой степени с критерием тесноты связи 0.68.

lgKnp-21. 32*Кп-0.05*dJrK-3.72

Описать связь Knp(Kn,dJrK) с более высоким критерием тесноты связи можно с помощью полиномов высоких степеней.

Оценку связанной водонасыщэняости для нефтеносных пластов можно проводить через проницаемость. Связь между ними описывается уравнением:

Квсв. н=(Нпр+0.03)**0. 95/(2. 65(Knpi-0.03) -0.125)

Несмотря на сравнительно невысокий критерии тесноты 0.54, погреи-вость определения Квсв. н по этой формуле не выше 0.1 д. е.

" Для определения текущей водонасыщенности ачимовских отложений в диапазоне изменения Кб от Квсв. н до 1 установлена многомерная зависимость:

lgKB«=l/( 0.12*lgKnp + 1.24)* lg( 0.18/ гп / Кл**2.12).

Зависимость имеет критерий тесноты связи 0.72, погрешность определения Кв не выше 0.1д. е.

Для предельно газонасыщенных коллекторов, характеризующихся частичной гидрофобиэацией (частичным разрывом тонких пленок остаточной воды), определение водонасыщенности в диапазоне от Квсв. г до Квсв. н следует проводить по многомерной зависимости;

Кв«((0.18/Rn*Kn**2.12+B)/a)**{l/m)

где а=4. 6-0.52*lgKnp, в»1/(2. 8+2. l*lgKnp), л>=Кпр/(0. 51*Кпр+0. 008)

В четвертой главе описаны программна-алгоритмические средства, реализующее методику выделения коллекторов и определения подсчетных параметров в сложных объектах ачимовской толщи Урен-гойско-Пуровской зоны Западной Сибири.

Технологическая схема представляет собой совокупность трех комплексов: "Обоснование интерпретационной модели", "Первичная обработка данных ГИС" - (геофизическая интерпретация) и "Еыделение коллекторов и определение подсчетных параметров" - (геологическая интерпретация).

Комплекс "Обоснование интерпретационной модели" позволяет решить три взаимосвязанные задачи, обеспечивающие построение и обоснование интерпретационной модели:

- классификацию исходной геолого-геофизической информации;

■ - поиск видов связей между различными геологическими и геофизическими данными;

- поиск и обоснование оптимальных уравнений, описывающих связи между геологическими и геофизическим! характеристика).®;

- моделирование погрешностей определения искомых подсчетных параметров.

Интерпретационная модель представляет собой систему, состоящую из уравнений петрофизических зависимостей и логических условий их применения.

Подготовка информации к геологической интерпретации выполняется комплексом "Первичная обработка данных ГЙС-геофизичеокая интерпретация". Подготовленными считаются результаты ГИС, приведен-

ные к условиям неограниченного пласта без зоны проникновения фильтрата ПК с помощью любой из действующих систем автоматизированной обработки (АРМГИС, "ГИНГЕЛ" и другие).

Комплекс "Выделение коллекторов и определение подсчетных параметров"*; геологическая интерпретация) обеспечивает решение всех задач по выделению коллекторов и определению подсчетных параметров ачимовсгаих отложений.

Конечным результатом автоматизированной интерпретации по разработанной методике являются итоговая таблица с подсчетныш параметрами и графический планшет.

фограммы реализованы для персональных компьютеров типа IBM PS/AT-286/287 и выше..

Б пятой главе приведены результаты опробование методики и программно-алгоритмических средств для автоматизированной интерпретации материалов ГИС в ачимовской толще Уренгойско-Луровской зоны на фактических материалах Уренгойской, Есетинской, Северо-Есе-тинской, Ново-Уренгойской, Восточно-Уренгойской, Севсро-Пурснекой, Ен-Яхинской и других площадей Уренгойско-Луровской зоны.

ЗАКЖНЕНИЕ

1. На основе анализа и обобщения петрофиэических исследований на керне из ачимовской толщи Уренгойско-Луровской зоны, выполненных в различных организациях, выбран коплекс исследований кер-нового материала, включающий не только стандартные петрофизи-ческие исследования, но и специальные, в состав которых входят: капилляриметрические исследования, определение фазовой проницаемости, электрохйЬмческой активности, раздельного содержания U238,Th232,K40, измерение интервального времени прохождения продольных волн, определение минерализации вытесненых

вод, изучение химического, гранулометрического и минерального состава. Выполнение выбранного комплекса петрофизических исследований необходимо для обоснования методики выделения коллекторов и определения их подсчетных параметров в ачи-мовской толще Уренгойско-Пуровской зоны.

2. Разработана методика выделения коллекторов в ачимовской толще Уренгойско-Пуровской зоны, в основу которой положены закономерности в изменении радиального УЭС, результаты ГДК, а также полученные на их основе количественные критерии радиоактивных методов каротажа(двойного разностного параметра по ГН.и нормированного показания ННКТ).

3. Разработана методика определения подсчетных параметров в ачим-мовской толще Уренгойско-Пуровской зоны, базирухзшаяся на созданной интерпретационной модели, полученной на основе анализа данных ГИС, керна и испытаний.

4. На основе разработанной методики выделения коллекторов и определения подсчетных параметров в ачимовской толще Урен-гойско-Пуровской зоны созданы алгоритмическая база и программные средства, обеспечивающие автоматизированную интерпретацию данных ГИС.

Проведено опробование разработанной методики и программно-алгоритмических средств на фактических материалах ГИС по 89 скважинам Результаты выделения коллекторов и определения подсчетных параметров используются при обосновании запасов углеводородов ачимовских отложений Уренгойского месторождения.

Основные положения диссертации опубликованы в печатных рабо-ах: 1. Определение удельного сопротивления пластов и уточнение опротивления промывочной жидкости в условиях Севера Тюменской об-асти.-Тезисы докладов на научно-технической конференции Тюменско-о геофизического треста, 1984г. Соавтор Э. В. Диева.

27

2. Опыт применения АСОИГЖУБЭСМ-б в целях подсчета запасов на примере нефтегазовых месторождений Западной Сибири. -Тезисы докладов на научно-технической конференции Тюменского геофизического треста, 1985г. Соавторы 3. В. Диева, Н. И. Галкин.

3. Определение подсчетных параметров нефтегазонасыщенных коллекторов с использованием систем автоматизированной обработки геофизических материалов. - в сб. "Использование материалов геофизических исследований скважин при комплексной интерпретации и подсчете запасов нефти и газа"г. Тверь,1986г. Совместно с 3. Б. Дневой

4. Оценка эффективности определения электрических параметров пластов-коллекторов по данным ГИС при применении различных программ автоматизированной интерпретации. - в сб. "Новые разработки I технологии геофизических исследований нефтегазоразведочных скважин" г. Тверь, 1992г. Совместно с В. Г. Фоменко, В. Ю. Трухиным.

5. Обоснование методик определения параметров оперативногс подсчета запасов нефтегазовых месторождений Сургутского района Западной Сибири, -в сб. АООТ НШГ'ГЕРС", 1994г. Соавторы В. Ю Трухш , М. С. Соколов.

6. Обоснование методик определения параметров оперативногс подсчета запасов нефтегазовых месторождений Сургутского района Западной Сибири, -в сб. "Новое в технологии комплексной интерпретацж материалов геолого-геофизических исследований скважин", л Тверь, 1994г. Соавторы Б. Ю. Трухин, М. С. Соколов.

7. Выделение и оценка коллекторов ачимовской толщи Урен-гойско-Пуровской зоны. -Тезисы докладов на "Комаровских чтениях", 1995г. Соавторы Е Г. ©эменко, а а Трухин.

8. Штодика выделения коллекторов и оценка их параметров п< данным ГИС в сложнопостроенных коллекторах ачимовских отложени] Уренгойского месторождения. -Тезисы докладов на междунарадной геофизической конференции, г. Санкт-Петербург,1995г. Соавторы йомен« В. Г. , Вендельштейн Б. Ю. , Логовская Г. К

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Бабушкина, Анна Николаевна

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИИ И ИХ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ В УСЛОВИЯХ УРЕН-ГОЙСКО- ПУРОВСКОЯ зоны.

1.1. Особенности выбора ачимовских толщ как объекта исследования.

1.1.1. Геологическое строение.

1.1. 2. Литолого-минералогическая характеристика ачимовских отложений.

1.1. 3. Не фт е г as о н о с н о с т ь ачимовских отложений.

1.1. 4. Условия залегания, коллекторе кие и физические свойства ачимовских толщ 1. 2. Технологические условия бурения скважин и проведения ГИС.

1. 3. Комплекс геофизических исследований скважин., применяемый при изучении ачимовских отложений и его недостатки.

1.4. Анализ методик выделения коллекторов и определения их параметров, применявшихся в районе и их ограничения.

1. 5. Основные задачи исследований.

2. ВЫБОР КОМПЛЕКСА ИССЛЕДОВАНИЙ КЕРНОВОГО МАТЕРИАЛА, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕГО ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДИКИ ВЫДЕЛЕНИЯ КОЛЛЕКТОРОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ Ж ПАРАМЕТРОВ Ш ДАННЫМ ГШ.

2.1. Анализ и обобщение керновых данных, выполненных б различных организациях,.

2.1.1. Оценка возможностей определения абсолютной проницаемости .Ъ2.

2.1. 2. Обобщение и анализ информации, необходимой для определения пористости. kft 2.1. 3. Обобщение и анализ информации для определения насыщенности .Ц&

2. 2. Результаты керновых данных, полученных при исследовании керна по специальным программам.

2, 2.1. Ядерно-физические исследования и их сеязь с минеральным составом ачимов-ских отложений.

2.2.2. Анализ информации для построения кривых фазовых проницаемоетей и критических значений для разделения коллекторов по характеру насыщенности.

2. 3. Выбор комплекса петрофизических исследований керна. ———

2. 3. Выводы .€>

3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ВЫДЕЛЕНИЯ КОЛЛЕКТОРОВ И

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОДСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ Ш ДАННЫМ

ГИС. .. . S?

3.1. Обоснование критериев выделения коллекторов.

3, 2. Обоснование критериев разделения по характеру насыщенности.SO

3. 3. Разработка методики определения коэффициента пористости.Я

3. 4. Разработка методики оценки коэффициента проницаемости.

3. 5. Разработка методики определения коэффициента нефтегазонасыщенности . 5Ъ

3. 6. Выводы.ЗЦ

4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНО- АЛГОРЖМйЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ МАТЕРИАЛОВ РИС В АЧИМОВСКОй ТОЛЩЕ УРЕНГОЙСКО-ПУРОВС-КОй ЗОНЫ.

5. ОПРОБОВАНИЕ РАЗРАБОТАВШИ МЕТОДИКИ ВЫДЕЛЕНИЯ КОЛЛЕКТОРОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЙ ПОДСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ. .Ш

Введение Диссертация по геологии, на тему "Выделение коллекторов и определение их подсчетных параметров в ачимовской толще Уренгойско-Пуровской зоны Западной Сибири"

Актуальность проблемы, Б последние годы при поисках и разведке месторождений нефти и газа б Западной Сибири постоянно увеличивается доля продуктивных пластов сложного литологического состава, коллекторы которых имеют непростое строение порового пространства, а насыщающее его флюиды находятся в разном фазовом состоянии.

Наиболее сложные коллекторы приурочены к нижнемеловым отложениям ачимовской толщ и юрским отложениям нефтегазовых месторождений Уренгойско-Пуровской зоны Западной Сибири.

В отложениях ачимовской толщи выявлены газоконденсатные залежи с нефтяными оторочками, приуроченные к глинистым коллекторам с ухудшенными фильтрационно-емкостными свойствами!ФЕС), Особенностью ачимовских отложений является наличие зон аномально-высоких пластовых давлений! АВПД).

Для ачимовских отложений характерно невыдержанное линзовидное переслаивание, плохая отсортированность песчаных пород, частая и неравномерная их глинизация, наличие зон АВ1Щ10]. В проницаемых разностях ачимовских отложений наблюдается существенная литологи-ческая изменчивость по разрезу и по площди. Этим отложениям свойственно незакономерное распределение пластов по продуктивности, Нередки случаи присутствия водоносных коллекторов среди продуктивных. Результаты испытаний часто противоречат данным ГИС. "Сухими" по результатам испытаний оказываются объекты, имеющие признаки коллекторов по ГИС. И,в тоже время, промышленно продуктивными являются пласты, которые по ГИС, при использовании стандартных методов интерпретации, как коллекторы не выделяются.

Достоверная оценка запасов нефти и газа в ачимовских отложениях нефтегазовых месторождений Уренгойско-Буровекой зоны определяет актуальность разработки методики определения параметров коллекторов для этих отложений.

Диссертация выполнялась в рамках тем: "Разработка, технологии интерпретации ГИС с определением подсчетных параметров и прогнозных эксплтатациокных характеристик по сложным объектам ачимовских и юрских отложений Восточно-Таркосалинского и др. месторождений Западной Сибири"; "Обоснование методик выделения коллекторов, определения удельного электрического сопротивления, коэффициента пористости и оценки характера насыщения в сложнопостроенном разрезе Ачимовской толщ Уренгойского нефтегазоносного района"; "Подсчет запасов нефти, газа и конденсата отложений ачимовской толщ (пласты Ач1, Ач2, АчЗ-4, Ач5) Уренгойского месторождения Ямал о-Ненецкого округа Тюменской области"

Целью работы является разработка методики, позволяющей достоверно определять запасы нефти и газа в сложных объектах ачимовской толщ Уренгойско-Пуровекой зоны Западной Сибири.

Основные задачи исследований:

- выбор комплекса исследований кернового материала,обеспечивающего обоснование методики выделения коллекторов и определения их параметров по данным ГИС;

- разработка методики выделения коллекторов и определения их подсчетных параметров применительно к сложным объектам ачимовской толщи;

- разработка алгоритмической базы и програмных средств, обеспечивающих реализацию методики выделения коллекторов и определения подсчетных параметров при автоматизированной интерпретации данных ГИС;

- опробование разработанной методики на геофизических материалах Уренгойского, Яро-Яхинского, Есетинского, Се веро-Есетинского., Самбургского и других месторождений изучаемой зоны.

Научная новизна

1. Установлено, что в ачимовских отложениях зависимости Квсв(Кп) и Квсв(Кпр) для зон с предельными газо и нефтенасыщэн-ностью различны.

2. Критериями для выделения коллекторов в ачимовской толще могут служить двойной разностный параметр по ГК и нормированное показание ННКТ, полученные на основе закономерностей в изменении УЭС и результатов ГДК.

Практическая ценность работы:

Результаты исследований переданы для использования в организациях РАО "Газпром" и Тюменскую тематическую зкспедицию( ныне ЗапСибНАЦ).

Методика применена при подсчете запасов в ачимовской толще Уренгойско-Пуровской зоны.

Основные защищаемые результаты:

1. Достоверное выделение коллекторов в ачимовской толще Урен-гойско-Цфовской зоны должно выполняться по разработанной методике в основу которой положены закономерности в изменении радиального УЭС, результаты ГДК, а также полученные на их основе количественные критерии радиоактивных методов каротажа(двойного разностного параметра по ГК и нормированного показания ННКТ).

2. В условиях ачимовских отложений определение коэффициента связанной водонасыщенности в зонах с предельными газо и нефтенасы-щенностями нужно проводить по разным зависимостям искомого параметра от величины пористости или проницаемости.

3. Разработанный программно - алгоритмический комплекс обеспечит достоверную интерпретацию данных ГИС в сложных объектах ачимовской толщи.

Апробация работы. Основные научные положения и практические результаты диссертационной работы докладывались на конференциях специалистов Тюменского геофизического треста"Актуальные вопросы поиска и разведки нефтяных., газовых и газоконденсатных месторождений Западной Сибири при геофизических исследованиях скважин"(г. Тюмень, 1984г,1985г, 1986г), на "Комаровеких чтениях", организованных Евро-Азиатеким геофизическим обществом в 1995г.

Публикации.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих печатных работах:

1. Определение удельного сопротивления пластов и уточнение сопротивления промывочной жидкости в условиях Севера Тюменской области. -Тезисы докладов на научно-технической конференции Тюменского геофизического треста, 1984г. Соавтор 3. В. Диева.

2. Опыт применения АС0ШСУ'ЕЗСМ-6 в целях подсчета запасов на примере нефтегазовых месторождений Западной Сибири. -Тезисы докладов на научно-технической конференции Тюменского геофизического треста, 1985г. Соавторы 3. В. Диева, R И. Галкин.

3. Определение подечетных параметров нефтегазонасыщенных коллекторов с использованием систем автоматизированной обработки геофизических материалов. - в сб. "Использование материалов геофизических исследований скважин при комплексной интерпретации и подсчете запасов нефти и газа"г. Тверь, 1986г. Совместно с 3. В. Дие-вой.

4. Оценка эффективности определения электрических параметров пластов-коллекторов по данным ГЙС при применении различных программ автоматизированной интерпретации. - в сб. "Новые разработки б технологии геофизических исследований нефтегазораэведочных скважин" г. Тверь, 1992г. Совместно с В. Г. Фоменко, В. Ю. Трухиным.

5. Обоснование методик определения параметров оперативного подсчета запасов нефтегазовых месторождений Сургутского района Западной Сибири, -в сб. "Новое в технологии комплексной интерпретации материалов геолого-геофизических исследований скважин", г. Тверь, 1994г. Соавторы В. Ю. Трухин, М. С. Соколов.

6. Выделение и оценка коллекторов ачимовской толщи Урен-гойско-Дуровекой зоны. -Тезисы докладов на "Еомаровских чтениях", 1995г. Соавторы В. Г. Фоменко, В. Ю. Трухин.

7. Методика выделения коллекторов и оценка их параметров по данным ГИС в сложнопостроенных коллекторах ачимовских отложений Уренгойского месторождения. -Тезисы докладов на междунарадной геофизической конференции, г. Санкт-Петербург,1995г. Соавторы Фоменко В. Г., Вендельштейн Б. Ю. , Логовская Г. К

Диссертация базируется на результатах исследования,выполненных автором лично или при его непосредственном участии под научным руководством д. г. -м. н., профессора В. Г. Фоменко.

При выполнении работы на протяжении многих лет автор тесно сотрудничал со специалистами в области интерпретации материалов ГИС из разных подразделений НШГ'ГЕРС" и ведущими специалистами производственных организаций, принимавшими участие в постановке и проведении исследований, обработке получаемой информации. Автор выражает сердечную благодарность к. г. -м. н. Нелепченко О. М. , к. г. -м. н. Таужнянскому Г. В. , д. г. -м. н. , профессору Петерсилье В. И. , д. г. -м. н. Топоркову В. Г. , д. г. -м. н. , профессору Венделыптейну Б. Ю. , Формане-вой Н. В, Червякову И. Б. , к. г. -м. н. Хабарову, к. г. -м. н. Щумило К И.

Автор глубоко признателен д. г. - м. н. Яценко Г. Г. , д. т. н. , профессору Фионову А. И. за консультации, ценные советы и замечания при обсуждении результатов исследований и написании диссертации.

Автор выражает сердечную благодарность своим коллегам по работе Колесниковой JL С. , Трухину В. Ю. , Беляковой с. В., Чуриковой PL В. , Беловой Ei, к. т. н. Красильникову С. Н. , Шальновой С. Г. , к. г. -м. н. Малинину А. В. , к. г. -м. н. Моценко JL И. # к. г. -м. н. Драцову В. Г. и другим за помощь и поддержку при подготовке работы.

Светлой памяти доктора геолого - минералогических наук Ручкина А. В. , оказавшего значительное влияние на научную постановку исследований по теме диссертации, автор посвящает настоящую работу.

Заключение Диссертация по теме "Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых", Бабушкина, Анна Николаевна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На. основе анализа и обобщения петрофизических исследований на керне из ачимовской толщи Уренгойско-Пуровской зоны, выполненных в различных организациях, выбран коплекс исследований кер-нового материала, включающий не только стандартные петрофизи-ческие исследования, но и специальные, в состав которых входят: капилляриметрические исследования, определение фазовой проницаемости, электрохимической активности, раздельного содержания U238,Th232,К40. измерение интервального времени прохождения продольных волн, определение минерализации вытесненых вод, изучение химического, гранулометрического и минерального состава. Выполнение выбранного комплекса петрофизических исследований необходимо для обоснования методики выделения коллекторов и определения их подсчетных параметров в ачимовской толще Уренгойско-Пуровской зоны. да

Рис. 5.1. График сопоставления результатов определения пористости по ГИС и керну.

I t№ . CJ.M п'рГ1 i

-so .oo|. i"-1"' < ' i - ■

5 -Йв

•too (MO

-Of» V

••1.

-igfnjlb.:.:.:---

Jtf-■ -;. ■ t -flv • i' • • • i .;.;.;. 1 .„-^ I i i * ! ; .V ; ; ; ; : v ■ .44 «а. J. ни» ■

1' :oe"

TO - 'mf

Рис. 5. 2. График сопоставления результатов определения проницаемости по данным ГИС и терну. т

10 -О®

На . гвтрсмх » ГИС

• i • - ■:• ■ •:- -1 • i -! ■ i tу. i. к.

ШШк

ОВПТ

IJ.lIjJJK jzf: тето

ГТШГ

•8 .llHi! j П iii. Уд чш 1 in? ,,

Не siL. rr a i;:

Рис . 5 » 3 „ Граф и к g а п о с та © л е н и я уд «г .о ь м о м пу ол у к. т и в i ? mt е т ss о е д е .гi е г-* м о й о с Г Н С: и и с п я.-- я т а. н и я м .

Разработана методика выделения коллекторов в ачимовской толще Уренгойско-Пуровской зоны, в основу которой положены закономерности в изменении радиального УЗС, результаты ГДК, а также полученные на их основе количественные критерии радиоактивных методов каротажа( двойного разностного параметра по ГК и нормированного показания HHKI),

Разработана методика определения подсчетных параметров в ачим-мовской толще Уренгойско-Пуровской зоны, базирующаяся на созданной интерпретационной модели, полученной на основе анализа данных ГИС, керна и испытаний.

На основе разработанной методики выделения коллекторов и определения подсчетных параметров в ачимовской толще Уренгойско-Пуровской зоны созданы алгоритмическая база и программные средства, обеспечивающие автоматизированную интерпретацию данных ГИС. Проведено опробование разработанной методики и программно-алгоритмических средств на фактических материалах ГИС по 89 скважинам. Результаты выделения коллекторов и определения подсчетных параметров используются при обосновании запасов углеводородов ачимовских отложений Уренгойского месторождения.

42 6

Библиография Диссертация по геологии, кандидата геолого-минералогических наук, Бабушкина, Анна Николаевна, Тверь

1. Абдухаликов Я. Н. Ручкин а. В, , Березовский К С. }Николаев А. В. Опыт интерпретации кривых ИК в пачках пластов с проникновением. -"Экспресс -информация",1986г,N11,с. 9-15.

2. Амикс Л. , Бас с А. , Уайтинг Р. Физика нефтяного пласта. М. , Гостоптехиздат,1962,571с.

3. Еенделыптейн Б. Ю. Геофизические критерии продуктивного нефтяного коллектора, основанные на законах фазовой проницаемости. -Тр. МИНХ и ГП. II , 1979г.

4. Еенделыптейн. Б. Ю., Царева Н. В. 0 критериях выделения коллекторов по данным промысловой геофизики.-Нефть и газ, 1989,N6,с. 5-8.

5. Еенделыптейн Б. Ю. , Резванов Р. А. Геофизические методы определения параметров нефтегазовых коллекторов!при подсчете и проектировании разработки месторождений), М,Недра,1978,318с.

6. Методика определения коэффициента нефтегазонасыщенности полимиктовых коллекторов при изменяющейся минерализации пластовой воды/Б. X Ахияров, В. й. Ефименко, А. В. Ручкин, Е А. Лих-Геология нефти и газа, 1989, N4, с. 40-44.

7. Методика, оценки характера насыщенности пластов и прогнозирование состава притока по данным каротажа. /О. Е Кропотов, А. В. Ручкин, Г. Г. Яценко, В. Ф. Козяр. -Геология нефти и газа, 1983, N2, с. 33-38.

8. Обоснование методик определения параметров оперативного подсчета запасов нефтегазовых месторождений Сургутского района Западной Сибири. /Бабушкина А. Е . Трухин В. Ю. , Соколов М. С. -в сборнике АООТ НШГТЕРС" , 1994г.

9. Определение емкостных свойств и литологии пород в разрезг^х нефтегазовых скважин по данным радиоактивного и акустического каротажа. /И. В. Головацкая, Ю. А. Гулин, Ф. X. Еникеева и др. -Калинин, ВНИ-ГИК, 1984.

10. Опыт применения АСОИГЙС/БЕСМ-6 в целях подсчета запасов на примере нефтегазовых месторождений Западной Сибири. /Диева 3, В. , Бабушкина А. Е , Галкин Е И.-Тезисы докладов на научно-технической конференции Тюменского геофизического треста, 1985г.

11. Петрофизические исследования с целью обоснования подсчетных параметров продуктивных пластов нефтяной оторочки УГКМ. Отчет по договору 6 -1/93-94. г. Новосибирск 1994г.

12. Разработка методики определения эффективной мощности и пористости коллекторов ачимовской толщи Уренгойского нефте-газового района. Авторы: Лебедев Б, А. , Червяков Л Б. и др. Отчет по договору 4/19. Ленинград 1991г.

13. Фоменко В. Г. , Бабушкина А. Е , Трухин В. Ю. Выделение и оценка, коллекторов ачимовской толщи Уренгойско-Пуровской зоны. -Тезисы докладов на "Комаровских чтениях",1995г.

14. Техническая инструкци по проведению геофизических исследований в скважинах. М. < Недра, 1985г. ,215с.

15. Оагпвп Р. С, Flow of gases in porous media. London,1956.p. 182