Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Соколов, В. Л. Поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений учебник

.pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
11.87 Mб
Скачать

(геологоуправлению, объединению и т. п.). К акту ликвидации прилагаются описание разреза, каротажные диаграммы, справки о стоимости, акт опробования, закрытия устья и другие необхо­ димые документы.

Глава VII

ОБРАБОТКА ГЕОЛОГИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ПОИСКАХ И РАЗВЕДКЕ НЕФТЯНЫХ

И ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Обработка геологических материалов при поисках и разведке сводится к обобщению получаемых сведений и созданию опреде­ ленного представления о геологическом строении площади. Такое представление легче всего создать в форме модели залежи, ко­ торая изображается на графических документах: литолого-фа- цнальных картах, профильных разрезах, структурных картах, картах распространения численных значений того или другого

признака (мощности,

пористости, проницаемости, нефтегазонасы-

щенности и др.).

Кроме того, модель характеризуется геологиче­

скими описаниями.

Создание такой модели принято называть

гео м е т р и з а ц и е й

месторождения (залежи).

В зависимости

от

объема полученных сведений, их качества

и методов обработки модель будет характеризоваться различной степенью соответствия объекту изучения — месторождению, за­ лежи, горизонту и т. д. Это соответствие в основном определяется полнотой охвата суммы изучаемых признаков, а также степенью достоверности представлений о каждом из них. Графические по­ строения являются не только иллюстрацией к описаниям место­ рождений, но и методом анализа, позволяющим получить наиболее правильное представление о геологическом строении изучаемого объекта. В настоящей главе рассматривается методика создания моделей залежей и месторождений.

§ 1. СОСТАВЛЕНИЕ И КОРРЕЛЯЦИЯ РАЗРЕЗОВ СКВАЖИН

Основным документом, в котором отражены все данные по ис­ следованиям скважины, является р а з р е з с к в а ж и н ы . Он со­ ставляется в процессе бурения на специальном бланке. На бланк последовательно наносятся данные, позволяющие установить поло­ жение геологических границ, сведения о литологической характе­ ристике пройденных пород, о глубинах вскрытия газонефтеносных горизонтов и их характеристике. Для нефтеносной свиты обычно принимается масштаб 1: 500 или 1:200.

Обычно рядом

с коротажной диаграммой наносят данные

о керне (рис. 41).

При этом слева от диаграммы отмечают интер­

валы проходки и вынос керна, а затем на колонку наносят ре­ зультаты его описания. В случае неполного отбора керна отдель­

122

ные куски его привязывают в пределах

выделенного

интервала

на каротажной диаграмме к участкам,

геофизическая

характе­

ристика которых наиболее соответствует литологическим разностям пород. Учитывая возможное расхождение в глубинах привязки керна по каротажной диаграмме и по промеру инструмента, не­ обходимо к работе по привязке керна к разрезу относиться осо­ бенно внимательно. Литологическая колонка строится как по дан­ ным керна, так и по данным промысловой геофизики, поэтому ко­ лонку по вертикали разделяют на две части. На левой стороне указывают части разреза, охарактеризованные по описаниям керна, на правой— строят всю колонку по данным керна и про­ мысловой геофизики.

После нанесения всех данных на разрез скважины произво­ дится расчленение вскрытой толщи отложений с учетом комп­ лекса всех проведенных исследований и наблюдений, прежде всего данных промысловой геофизики (чаще всего используются диа­ граммы стандартного каротажа и кривые ПС), керна, а также испытаний возможно продуктивных горизонтов. На разрезе на ос­ нове фаунистических определений выделяют стратиграфические границы свит и горизонтов с указанием их глубины залегания, углов падения и литологических характеристик. Наносят границы продуктивных и водоносных горизонтов. Важное значение при расчленении разрезов имеет опознавание и выделение маркирую­ щих горизонтов.

Если какой-либо пласт незначительной мощности выделяется среди вмещающих его слоев по тому или иному признаку, позво­ ляющему прослеживать его в разрезах скважин, то весь такой пласт в целом может быть принят за маркирующий горизонт. Для пластов значительной мощности в качестве маркирующего гори­ зонта при сопоставлении разрезов принимают обычно кровлю или подошву такого пласта.

Стратиграфическое расчленение разреза дается слева от шкалы глубин и литологической колонки. Справа от диаграмм каротажа на разрез наносится литологическое описание выделенных пластов.

Сопоставление разрезов скважин или их корреляция позволяет выяснить характер распространения по площади отдельных свит, горизонтов, пластов и является основой для построений профиль­ ных разрезов и карт — важнейшей геологической документации, дающей представление о строении месторождения. Корреляция разрезов производится путем использования различных методов. Основными способами являются корреляция по внешним призна­ кам, включая макрофауну, по показателям микроскопических ис­ следований (в основном по микрофауне), по химическому составу пород, по геофизическим свойствам пород, по нефтепроявленпям и другим признакам.

Методы корреляции могут иметь местное или региональное значение, т. е. использоваться при корреляции разрезов в преде­ лах площадей пли регионов.

123

II

III

IV

V

VI

VII

VII

IX

Рис. 41. Геолого-геофизический разрез девонских отложений по скв. 4 Речицкои площади, Белоруссия (по Ю. И. Марьенко

иД. С. Галустовой).

I.Каменная соль

II.Переслаивание мергелей, глинистых доломитов и доломнто-ангндрптов. Мергели темно-серые, плотные, крепкие, тонкослоистые

III. В кровле пачки доломнто-аигидрнты темно-серые, тонкокристаллические. В средней части пачки переслаивание туфов и известняков. Туфы зеленые, кристаллические, тонкокристаллнческне, основную массу породы состав­ ляют полевые шпаты. Известняки темно-серые, тонкокристаллнческне, содержат обильную гальку туфов. В нижней части пачки по геофизическим

данным переслаивание мергелей и доломитов

IV. Доломиты глинистые, местами с алевритовой примесью, зеленые и зеле­ новато-серые, слоистые и массивные, тонкокристаллнческне, слаботрещино­

ватые, в трешинах содержится битум

 

V. Переслаивание доломитов и известняков. Доломиты глинистые, с алеври­

товой примесыо, серые до темпо-серых,

тоикокрнсталлпческне, слоистые.

Известняки ангидритовые, брекчиевидные, местами

онколнтовые, преимуще­

ственно микрокристаллические, с сутурнымн

швами,

выполненными

битумом

 

 

 

VI. Доломиты глинистые, темпо-серые до черных, с зеленоватым оттенком,

тонкокристаллнческне,

массивные

мелкокристалли­

V II. Доломиты глинистые, серые до темно-серых и черных,

ческие. В нижней части пачки отмечаются прослои известняков мощностью

до 5

см. Известняки

сильно глинистые, с

обильной фауной брахнопод

VIII.

Переслаивание

и зернами пирита

с глинистыми доломитами.

доломитовых мергелей

Доломитовые мергели темно-серые до черных, зеленовато-серые, крепкие, массивные, местами неяснослонстые. Глинистые доломиты темно-серые тонкокристаллнческне

IX. По геофизическим данным известняки, в нижней части пачки глинистые X. Доломиты светло-серые до темно-серых, тонкокристаллнческне. слабопорнстые, с зернами пирита, в нижней части пачки отмечаются сутурныс швы с битумом

Сопоставление по внешним признакам производится в основ­ ном по керну, реже по шламу. При этом особенно важное значег ние имеет палеонтологический метод, основанный на изучении макрофауны, микрофауны (фораминифер, остракод и т. п.), а также на данных споро-пыльцевого анализа.

При корреляции разрезов скважин по петрографическому со­ ставу используется закономерная приуроченность определенных групп тяжелых и частично легких минералов к узким интервалам разреза при весьма широком региональном распространении ми­ нералов этих групп.

Для корреляции имеют особое значение рассеянные элементы, присутствующие в осадочных породах в малых концентрациях (Sr, Ва, V, Ni, Си). Корреляция по химическому составу пород производится на основе химического и спектрального анализов. Определение рассеянных элементов химическими методами весьма затруднено и требует много времени и средств. С помощью спект­ рального анализа его можно производить быстро и в массовом по­ рядке.

Методы корреляции, основанные на данных геофизических ис­ следований скважин, являются основными в настоящее время ввиду того, что эти исследования производятся во всех скважинах и охватывают разрезы полностью, без перерыва.

Данные промысловой геофизики

могут быть

использованы

в целях корреляции самостоятельно,

например для

сопоставления

125

разрезов скважин по регионально прослеживающемуся реперу. Однако наилучшие результаты получаются при комплексном исполь­ зовании геофизических данных и материалов исследования керна и шлама.

Технические методы корреляции отражают механическую сто­ рону работы долота на забое скважины. При такой корреляции учитывается время, затраченное на чистое бурение (проходку) 1 м долотом определенного типа. Применение этого метода кор­ реляции возможно в пределах одной площади при постоянстве литологического разреза.

Результаты корреляции разрезов наглядно изображаются на к о р р е л я ц и о н н о й с х е м е (рис. 42). На ней указываются глу­ бины залегания и мощности всех стратиграфических подразделе­ ний, выделенных на каротажных диаграммах сопоставляемых скважин с учетом всего комплекса корреляционных признаков.

При построении

корреляционных схем горизонтальный масштаб1

не учитывается,

а вертикальный — выбирается в зависимости

от целей исследования. Если сопоставляются скважины, вскрыв­ шие значительные по мощности толщи пород, то применяют мас­ штаб 1 :2000; для более детального изучения какой-либо части разреза применяют масштаб 1: 1000 или 1:500, а для продуктив­ ной части — 1: 200.

Разрезы скважин на корреляционной схеме изображаются в виде колонок шириной 1—2 см, размещенных на одинаковых расстояниях друг от друга. Обычно расположение разрезов сква­

жин

на схеме соответствует

таковому

на изучаемой площади.

В. А.

Долицкий рекомендует

выносить

на края корреляцион­

ной схемы наиболее полные разрезы скважин. Разрезы скважин при сопоставлении выравниваются по уровню опорного пласта (репера), кровлю или подошву которого принимают за гори­ зонтальную плоскость. Горизонтальная линия на чертеже, фик­ сирующая указанную плоскость, называется линией сопоста­ вления.

Опорные реперы нужно выбирать в верхней части разреза из числа пластов, выдержанных по мощности и четко выделяемых на значительной территории. Если в разрезах скважин отмечается поверхность несогласия, то ее не следует принимать за линию со­ поставления. В этих случаях лучше выбирать опорные пласты выше поверхности несогласия, но в непосредственной близости от нее.

По линии сопоставления на всех разрезах скважин выписы­ вают глубины залегания сопоставляемой поверхности, а затем на каждой колонке последовательно выше и ниже опорного пласта откладывают в выбранном масштабе видимые мощности одно­ именных слоев и указывают их глубины. Границы одноименных слоев соединяют прямыми линиями так, чтобы каротажные диа­ граммы пересекались на соответствующих отметках; поверхности несогласия наносят волнистыми линиями. На одной-двух колонках

126

Рис. 42. Корреляцион­ ная схема разрезов среднего девона Со­ ветской площади, Са­ ратовская область (по

В. А. Долицкому).

1 — песчаники;

2 — пес­

чаники

глинистые;

3

алевролиты;

4 — аргил­

литы;

5 — мергели;

6 —

известняки

глинистые;

7 — известняки.

 

условными знаками наносят литологические разности пород. В пра­ вой части схемы вычерчивают стратиграфическую колонку, в ко­ торой указывают индексы и стратиграфическую принадлежность пластов.

§2. СОСТАВЛЕНИЕ ТИПОВОГО

ИНОРМАЛЬНОГО РАЗРЕЗОВ МЕСТОРОЖДЕНИЯ (ПЛОЩАДИ)

Одной из основных характеристик геологического строения яв­ ляется разрез отложений, развитых на площади. Разрезы отдель­ ных скважин могут характеризовать отдельные участки площади, поэтому возникает необходимость в создании разрезов, характе­ ризующих всю площадь. Такими разрезами являются т и п о в о й и н о р м а л ь н ы й ; их составление производится на основе корре­ ляции разрезов скважин и определении средних значений мощ­ ности сопоставляемых пластов.

Для построения типового разреза используются вертикальные мощности пластов; при незначительном искривлении скважин можно использовать видимые мощности пластов, что позволяет наносить на разрез электрокаротажную характеристику пород. Типовой разрез необходим при составлении проектных разрезов новых скважин, благодаря ему облегчается контроль за бурением.

На нормальный разрез наносят значения истинной мощности вскрываемых скважиной пластов. При его составлении предвари­

тельно пересчитывают

видимые

мощности пластов на

истинные

с учетом угла падения

пластов

и кривизны скважин

(методика

пересчета приведена ниже).

Типовые разрезы чаще составляют на промысловых площадях, а нормальные разрезы — на разведочных. Нормальные и типовые разрезы строят по литологическим (по керну) и по геофизическим характеристикам пород. Таким способом получают комплексный геолого-геофизический разрез.

При составлении типового и нормального разрезов учитываются особенности геологического строения площади, фациальная измен­ чивость пластов, изменчивость их мощности, характер взаимопереходов разных фаций в пределах одного стратиграфического комплекса (неоднородность пластов) и т. д. В случае выдержан­ ного залегания пластов на месторождениях составляется один типовой или нормальный разрез. Если в ряде скважин наблю­ дается резко отличный характер отложений, то для этого участка площади составляется свой типовой или нормальный разрез. При­ мер типового разреза приведен на рпс. 43.

Рис. 43. Типовой геолого-геофизический разрез террнгенной толщи девона Шкаповского месторождения (по Г. П. Ованесову).

ВКМ — верхнекыповскнй

известняк, СКИ — среднекыновскнй известняк;

НКН — ниж-

иекыновскнй известняк;

ЧИ — черный известняк; СИ — средний известняк;

ШИ — шка-

повский известняк; НИ — нижний известняк.

 

9 Зак. № 271

 

129

В условиях существенного изменения разреза отложений по площади наряду с несколькими типовыми разрезами целесооб­

разно составлять с в о д н ы й геолого-геофизический

разрез.

В. А. Долпцкпй рекомендует следующую схему составления

сводного разреза. Выдержанные пласты фиксируются одинаково

по обоим краям литоло­

гической колонки. Суще­

ственно изменяющиеся по

мощности

и

литологии

пласты

изображаются

следующим

образом: по

левому краю колонки от­

кладываются

минималь­

ные мощности, а по пра­

вому

краю — максималь­

ные;

концы

отложенных

 

отрезков

соединяют

на­

 

клонными

линиями.

 

 

Поверхности

несогла­

 

сий

наносят

волнистыми

 

линиями:

горизонтальные

 

поверхности

изображают

 

горизонтальными

линия­

 

ми,

негоризонтальные—■

 

наклонными

от

правого

 

края колонки к левому.

 

Явления

 

типа

эрозион­

 

ного вреза

изображают­

 

ся

более

сложными

по

 

конфигурации

волнисты­

 

ми линиями (рис.

44).

на

 

Особыми

знаками

 

литологической

 

колонке

 

указывается

 

характер

 

продуктивности

пластов.

Рнс. 44. Сводный геолого-геофизический разрез

Справа от литологической

отложений одной из площадей (по В. А. До-

колонки

выписывают

ми­

лицкому).

нимальные и максималь-

------------------------- :---------------------------

иые

значения

мощности

отдельных стратиграфических подразделений,

слева указывают

интервалы отбора керна и места, в которых определена

фауна.

В левой части чертежа в масштабе вычерчивается шкала

глубин,

в правой части — стратиграфическая колонка.

П е р е с ч е т з н а ч е н и й м о щ н о с т и видимой (наблюденной в скважине) в вертикальную и истинную (нормальную) произво­ дится на основе геометрических зависимостей с учетом падения пласта и направления искривления скважины.

Приближенно истинные значения мощности горизонтов опре­

130

деляются по профильным разрезам, построенным вкрест прости­ рания пород.

Вычисление истинной мощности горизонта или пласта, прой­ денного вертикальной скважиной, производится по общеизвестной формуле

 

/я,| = пгв cos я,

где т и— истинная

(нормальная) мощность;

т в— вертикальная мощность;

а — угол падения слоев.

Вертикальная

мощность горизонта определяется по разрезу

скважины обычно по каротажной диаграмме, угол падения по­

род— по керну,

структурной

карте

или

 

 

 

 

пластовым

наклономером.

 

 

 

 

 

 

 

Определение истинной мощности пла­

 

 

 

 

ста, пересеченного искривленной скважи­

 

 

 

 

ной

при

наличии

кернов,

отобранных

 

 

 

 

из пласта или толщи, его включающей,

 

 

 

 

производится, исходя из замеров кажу­

 

 

 

 

щегося (видимого)

угла падения

по керну

 

 

 

 

и видимой мощности пласта в разрезе

 

 

 

 

искривленной скважины (рис. 45).

 

 

 

 

 

Из

рассмотрения

рис. 45,

на котором

 

 

 

 

изображен

пласт,

пройденный скважиной

 

 

 

 

с отбором керна, легко установить следую­

Рис.

45.

Условия опреде­

щую зависимость:

 

 

 

 

 

ления истинной мощности1

 

 

 

т и =

т 0 cos р,

 

 

(VIIЛ)

пласта

по

кажущемуся

 

 

 

 

 

углу

падения в керне и

где т„ — истинная

мощность

пласта;

 

видимой мощности (сече­

т. е.

ние

пласта

вкрест про­

т в— видимая

мощность

пласта,

 

стирания).

 

разность

 

глубины

 

залегания

 

 

 

 

 

кровли и подошвы слоя;

 

 

 

 

 

 

(3—-видимый

 

(отнесенный

к плоскости, перпендикулярной

 

к

оси

скважины) угол

падения пласта,

замеренный по

керну.

При бурении имеет значение угол встречи пласта а(а + |3 = 90°). Определение истинной мощности толщи или пласта, пересекае­ мых искривленной скважиной, по структурной карте графическим путем производится, когда истинные элементы залегания пород могут быть установлены по структурной карте или другим спосо­ бом. На рис. 46,а показана структурная карта пласта, пересекае­

мого скважиной.

При наличии инклинограммы и каротажной диаграммы можно определить пространственное положение кровли и подошвы пласта. Плановое положение кровли и подошвы пласта на структурной карте определяется точками А и В.

9*

131

Снесем на структурной карте точку В на линию, перпендику­ лярную простиранию пласта, получим точку В\. Зная высотное

положение кровли в точке А и подошвы в точке В х (В),

а также

угол падения а,

определяемый по структурной

карте,

построим

в масштабе

профиль по

линии А В i,

т. е. по

линии

 

падения

 

 

 

 

(рис. 46,6). Кровлю пла­

 

 

 

 

ста проведем через

точ­

 

 

 

 

ку А под углом а, подош­

 

 

 

 

ву— через

точку

В\

па­

 

 

 

 

раллельно линии АА\.

Ис­

 

 

 

 

тинная

мощность

толщи

 

 

 

 

или пласта

легко опреде­

 

 

 

 

ляется по чертежу графи­

Рис. 46. Определение истинной мощности по

чески— это отрезок АС.

Для

определения

ис­

структурной

карте

графическим

способом.

а — структурная

карта;

б — разрез

пласта вкрест

тинных

мощностей толщ,

 

простирания.

 

вскрытых

искривленной

 

 

 

 

скважиной,

применяют

 

 

 

 

формулу

 

 

 

 

 

 

тп = ±

l\ COS tp sin а +

h COS a,

 

 

 

(VII.2)

где а — истинный угол падения пород; в данном случае этот угол

определяется по структурной карте, керну или пластовым наклономером;

h — расстояние в плане по линии, сое­ диняющей точки в кровле и по­ дошве толщи, т. е. в косом сечении

(рис. 47);

Ф — угол, образованный линией 1\ и на­

 

правлением падения слоев; он опре­

 

деляется по структурной карте и

 

инклинограмме;

 

 

 

Рис. 47. Схема-план про­

h —-превышение точки,

лежащей в

екции оси скважины, пе­

кровле

толщи,

над

точкой,

лежа­

ресекающей пласт.

щей в

подошве

толщи, т.

е. раз­

U — косое сечение; I — про­

ность отметок этих точек.

екция отрезка 1\ на нормаль­

ную

линию

падения;

ф —

Знаки перед

слагаемыми выбираются

угол

между

нормальным и

в зависимости от соотношения оси сква­

косым

сечением;

К,

Л

точки

 

пересечения

соответ­

жины и направления падения пород. Выбор

ственно

кровли и

подошвы

их производится

на основе схем, построен­

пласта со

скважнноЛ.

 

 

 

 

 

 

 

ных для каждого отдельного случая.

 

 

 

легко уста­

Зависимости

между величинами формулы (VII.2)

навливаются из рис. 48.

Если плоскость искривления скважины совпадает с плоскостью падения пласта, то на сечениях изображаются оси скважины раз­ личного направления искривления (рис. 27). Если же плоскость искривления скважины проходит в косом направлении или искри­ вление скважины пространственное, то на сечении вкрест прости-

132

рання изображают проекции осей скважин, а не сами оси, что не меняет положения, так как косое сечение в плане учитывается формулой 1 = 1] coscp (рис. 47). Что касается высотных отметок кровли и подошвы толщи, их берут из результатов обработки инклинометрических измерений, когда определяют отметки всех точек ствола скважины.

При искривлении

скважины вверх по восстанию

пласта

(рис. 48, Л) устанавливают следующие зависимости:

 

т„ =

а + b = 1] cos <р sin а -j- h cos а;

(VII.3)

Уровень моря

Б

Ось скважины или ее проекция

Рис. 48. Определение значении истинной мощности горизонтов и толщ, пересеченных искривленными скважинами, по формуле ш„ = ±1] cos ср sin a ± h cos а.

/1, Б, В — различные условия пересечения толщи скважиной.

при искривлении в плоскости падения пласта слагаемое

l x

cos ср

sin а превращается в I sin а.

(рис. 48, Б)

фор­

При искривлении скважины вниз по падению

мула принимает следующий вид:

 

 

 

т„ = Ь a — h cos я — l x cos tp sin я.

 

(VI1.4)

В случае (рис. 48,5),

когда скважина пересекает

сначала

подошву пласта, а затем

его кровлю и когда

ее ось

образует

133

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ