Способы оценки пористости пород с учетом их литологии

 

Показания радиоактивного (НГК и ГГКП) и акустического каротажа по-разному зависят от минерального состава скелета породы и жидкости, заполняющей поры. Совместное использование этих методов расширяет информацию о коллекторе — его литологии и поровом заполнителе. На рис. 146 приведена зависимость между показаниями I_нгк и пористостью k_п для доломитов, песчаников и известняков, полученной по данным НГК. В качестве опорного пласта принят известняк.

Если порода состоит только из двух известных минералов, данных двух методов (НГК-ГГКП) достаточно для определения соотношения минералов в скелете породы и оценки пористости. В более сложных случаях, когда неизвестны литология и пористость, указанные задачи решаются путем графических построений с привлечением данных ГГКП, НГК и АК.

В зависимости от сложности задачи определение литологии и оценка пористости породы проводятся путем сочетания двух или трех методов.

На рис. 147 сопоставлены пористости, определенные по данным ГГКП и НГК. График составлен для чистых пород с межзерновой пористостью (поры заполнены пресной водой) с условием бурения скважин на воде или на ПЖ, приготовленной на воде. Кривые проградуированы в единицах пористости. В качестве опорного пласта принят водонасыщенный известняк с межзерновой пористостью; измерения ГГКП и НГК в опорных пластах дают одинаковые результаты. Другие кривые рассчитаны для условия, что породы также обладают межзерновой пористостью и поры полностью насыщены той же жидкостью.

Для расчета кривых использованы выражение (IV. 10) и зависимость показаний нейтронного гамма-каротажа от пористости для пород различной литологии (см. рис. 146).

Пример. Рассмотрим порядок расчета k_п для доломита. Как следует из рис. 146, при истинной пористости доломита 10 % кажущаяся пористость Для известняка по данным кривой НГК составит 13 %. Если принять для доломита δ_м=2,87 г/см³, δ_ф=1 г/см³, согласно формуле (IV.9) δ_п= 5=5 2,68 г/см³.

При сохранении условия, что литология пласта соответствует известняку

(δ_м=2,71 г/см³), с учетом расчетной объемной плотности (по данным ГГКП) значение кажущейся пористости согласно (IV.10)

т. е. 1,7%.

Согласно рис. 147 точке с истинной пористостью k_п=10% на линии доломитов соответствуют координаты: k_пНГК=13%; k_пГГК≈1,7%; δ_п=2,68·10³ г/см³

Указанным способом производится расчет зависимостей для доломитов песчаников и других пород.

Различное положение линий на графике для песчаника, известняка и доломита указывает на существенное влияние литологии пород на показания различных методов каротажа.

Поясним на примере, как пользоваться графиком (см. рис. 147). По данным диаграмм ГГКП и НГК определяем кажущуюся пористость породы допуская, что она представлена известняком: k_пГГКП=15% и k_пНГК=19% (точка А). Эти величины находятся между кривыми, соответствующими известняку и доломиту (литологический скелет состоит из бинарной смеси) Через точку А проводим прямую линию так, чтобы на двух кривых соединились точки с одинаковой пористостью. Это соответствует k_п=18%. По графику можно предположить, что скелет породы состоит из известняка и доломита. Точка А характеризует содержание в породе доломита и известняка пропорционально соотношению длин отрезков еА и Аж приблизительно 40 и 60 %. Аналогично графику, приведенному на рис. 147, могут быть построены зависимости по данным АК и ГГК, АК и НГК.

Более точную оценку пористости и литологии многоминеральных пород производят по комплексу данных НК, НГК и АК.

Рассмотрим двухминеральный метод. При этом методе допускают, что литология скелета представлена в основном бинарной смесью двух минералов: кварца и известняка, известняка и доломита, доломита и ангидрита и т. п. Пористость определяют графическим способом. Сначала литологию выбирают предположительно исходя из общих представлений. Затем сделанное допущение контролируют с помощью графиков (см. рис. 147; рис, 148). Дальнейшее уточнение проводят путем последовательных приближенных расчетов.

Пример. По данным каротажа параметры пласта следующие: k_пНГК=22%, δ_п=2,4 г/см³, Δt_п=245 мкс/м. По этим координатам на график (см. рис. 147) наносим точку Б. Допустим, что литология скелета пласта представлена песчаником и доломитом. Одинаковая пористость для кривых соответствующих доломиту и песчанику, отсекается прямой аб при k_п= 21,4%. Путем проведения линейной интерполяции на отрезке прямой, соединяющей линии песчаника (δ_м = 2,65 г/см³) и доломита (δ_м=2,87 г/см³), найдем кажущуюся величину δ_{м. к} (в г/см³):

Количественные содержания песчаника и доломита в породе пропорциональны расстоянию по прямой аб=1 и Бб=k.

По рис. 148 находим, что для выбранного минералогического состава (песчаник, доломит) Δt_м=157 мкс/м. Принимая Δt_ж= 620 мкс/м и подставляя полученные значения в формулу среднего времени (V.7), имеем

что соответствует 19 %. Расхождение предварительных расчетных результатов 21,4 и 19 % свидетельствует о неправильном выборе литологической пары. Вносим уточнение и во втором варианте допускаем, что скелет породы представлен известняком и доломитом. В этом случае для точки Б (см. рис. 147) отсекается прямой be k_п=20,8 %, δ_{м. к}=2,78 г/см³. Соответственно на рис. 148 для указанной литологической пары Δt_м=150 мкс/м и

или 20,2 %.

Достаточно хорошее совпадение результатов 20,8 и 20,2 % свидетельствует о правильном выборе литологии. Зная δ_{м. к}, рассчитываем содержание доломита и известняка в породе:

Таким образом, общая пористость пласта k_п≈20,5 %; в нем 56% СаC0₃ и 44% CaMg(C0₃)₂ — доломитизированный известняк.

Рассмотренная методика применима главным образом при двухминеральных породах с межзерновой пористостью, насыщенных жидкостью (нефть, вода), и неглинистых