книги из ГПНТБ / Смехов Е.М. Теоретические и методические основы поисков трещинных коллекторов нефти и газа

З А К Л Ю Ч Е Н И Е

Современное состояние изученности проблемы трещинных кол­ лекторов характеризуется возрастающим интересом к познанию> структуры порового 'пространства и особенностей фильтрации в. них.

В настоящее время уже не вызывает дискуссий вопрос о веду­ щей роли трещиноватости в фильтрационных свойствах плотных, пород-коллекторов. Естественно, поскольку трещиноватость гор­ ных пород резко повышает их проницаемость, для выявления тре­ щинных коллекторов как по площади, так и по разрезу трещино­ ватость является их основным параметром. В этой связи разра­ ботка методики поисков трещинных коллекторов и их прогноза на глубину может осуществляться только на основе определенных данных о закономерностях развития тектонической трещиновато­ сти горных пород.

Теоретическими и методическими исследованиями как в плат­ форменных, так и в складчатых районах установлено наличие в горных породах микротрещин, обладающих теми же общими за­ кономерностями развития, что и макротрещины, широко доступ­ ные наблюдению в обнажениях на дневной поверхности.

Это открывает широкие перспективы в познании закономерно­ стей развития трещиноватости по разрезу и по элементам локаль­

Практическое значение результатов этих исследований оче­ видно; ими целесообразно пользоваться при выделении в разрезе и по площади горизонтов трещинных коллекторов нефти и газа.

При исследовании трещинных коллекторов важное значение имеет правильное представление об их классификации. На совре­ менной стадии изученности коллекторов нефти и газа по основ­ ным их критериям (фильтрация и аккумуляция) все коллекторы,, как указано выше, подразделяются на две обширные группы — простые и сложные. В простых коллекторах аккумуляция и фильт­ рация флюидов происходит в единой и однородной по своим свой­ ствам системе фильтрационных каналов (поровые и чисто трещин­ ные коллекторы). В сложных коллекторах эти же процессы проге-

182

кают одновременно в разнородных средах (лоры и каверны, тре­ щины), характеризующихся разными емкостными и фильтраци­ онными параметрами.

Многочисленные данные по Советскому Союзу и зарубежным месторождениям свидетельствуют о том, что среди карбонатных пород наиболее распространенными являются сложные коллек­ торы. Обобщенной моделью таких коллекторов следует считать коллектор, состоящий из многочисленных блоков породы, межзер­ новая (первичная и вторичная) пористость которых составляет ос­ новную емкость для нефти (газа). Блоки (матрица) разделены между собой системами трещин, сохраняющих свои раскрытия -благодаря наличию контактов по их стенкам. К трещинам при­ урочены относительно редкие пустоты выщелачивания (каверны). Притоки нефти (газа) в скважину определяются в основном тре­ щинной проницаемостью, тогда как межзерновая проницаемость пор блоков на несколько порядков ниже. Дренирование блоков происходит в объеме пород, на который скважина влияет гидро­ динамически, через стенки трещин, поверхность которых в зоне влияния скважины весьма велика. Современные представления о преобладающем значении сложных типов трещинного коллек­ тора, представленных так называемой двойной пористостью (и двойной проницаемостью), в настоящее время получили широкое признание.

У большинства исследователей при оценке емкости трещинного коллектора межзерновой среде матрицы последнего придается ведущее значение. Подчиненной составляющей общей полезной емкости трещинного коллектора являются емкости трещин и раз­ витых по ним каверн. Однако эти представления о емкости трещи­ новатых (в основном карбонатных) пород продолжают еще диску­ тироваться. Некоторые исследователи полагают, что емкость по­ добных коллекторов составляют в основном только совокупность емкостей трещин и развитых по ним пустот (каверн). Согласно этим представлениям межзерновые поры (как первичные, так и вторичные) в общей емкости коллектора при этом не учитываются или им придается подчиненное значение.

Изучение трещинных коллекторов геофизическими методами исследования имеет существенное значение в тех случаях, когда визуальное изучение трещиноватости горных пород оказывается невозможным из-за отсутствия фактических данных (плохая об­ наженность, малый зынос керна). Однако степень изученности этих методов в применении их к трещинным коллекторам пока еще весьма низкая. Основной причиной указанному является со­ вместное влияние совокупностей всех геологических факторов на потенциальные геофизические поля (электрическое, гравитацион­ ное, магнитное, упругих волн и др.). Раздельное рассмотрение влияния на них этих факторов (литологический состав пород, по­ ристость, кавернозность, трещиноватость) обычно затруднительно, тогда как знание их крайне необходимо.

183

Результаты практического применения промыслово-геофизиче­ ских методов (УЭС. ПС, ГК, НГК, БКЗ и др,) для выделения тре­ щинных коллекторов показывают, что получение количественной оценки последних невозможно без изучения керна и без знания за­ кономерностей развития трещиноватости и пустот выщелачивания (каверны). В определенных условиях для выяснения величины тре­ щинной пористости перспективен метод НГК, с помощью его опре­ деляется величина общей пористости, из которой можно вычесть межзерновую пористость, определенную стандартным, лаборатор­ ным методом.

Большое практическое значение имеет правильный подход к оценке параметров при подсчетах запасов нефти и газа в тре­ щинных коллекторах. Наиболее приемлемым признается объем­ ный метод, поскольку он оказывается применимым на любой ста­ дии разведанности месторождения и при любых режимах работы залежей. Для подсчета запасов нефги (газа) в наиболее распро­ страненных типах класса сложных коллекторов определение ем­ кости трещин и емкости пор производится раздельно, п о с к о л ьк у условия фильтрации и соответственно величины коэффициентовнефтенасыщенности и нефтеотдачи тех и других различны.

Оценивая в целом современное состояние изученности проб­ лемы трещинных коллекторов, можно отметить, что, несмотря на то, что в настоящее время определились некоторые принципиаль­ ные особенности таких коллекторов, ряд зесьма важных вопросовтеорий и методики их исследований остается пока неразрабо­ танным. К их числу относятся исследования влияния структуры пустот в горных породах на процессы движения в них флюидов,, что является одной из самых трудных проблем теории фильтра­ ции. Основные трудности, возникающие при поисках, разведке и разработке залежей нефти и газа в трещинных коллекторах как. в нашей стране, так и за рубежом, связаны прежде всего с их неоднородностью и с сильной изменчивостью физических свойств коллектора как по разрезу, так и по площади. Все это затрудняет изучение трещинных коллекторов и приводит к необходимости применения комплексного подхода к их изучению с привлечением методов промысловой геофизики, гидродинамических методов, ла­ бораторных исследований каменного материала, данных разра­ ботки месторождений и др.

Проблемными являются также вопросы раскрытости трещин на больших глубинах. Многие из выявленных закономерностей развития трещиноватости горных пород и трещинных коллекторов,, хотя и получили известное обоснование, нуждаются в дальней­ шем изучении и подтверждении на большем фактическом мате­ риале.

Вопросы фильтрации жидкостей и газов в трещиноватых по­ родах являются одним из основных разделов рассматриваемой проблемы, тесно связанным с нефтеотдачей. Для понимания ме­ ханизма фильтрации в трещинном коллекторе необходимо про­

184

3. А в д у с и н П. П„ Ц в е т к о в а М. А. О классификации коллекторов нефти.— Докл. АН СССР, нов. сер., 1943, т. 41, № 2, с. 79—81.

4. А д а м с А., Р о м е й Х„ Б у р г е с с И. Испытание газовой скважины в трещи­ новатом карбонатном пласте.— Экспресс-информ., Нефте- и газодоб. пром-сть,

Докл. ч. IV. София, 1965.

,.11. А ш и р о в К. Б. Об условиях залегания нефти в карбонатных породах Сред­

натных отложениях.— В кн.: Проблема нефтеносности карбонатных коллек­ торов Урало-Поволжья. Бугульма, 1963.

14. Б а г о в М. С., Д е г т я р е в Н. М„ П о л я н с к и й В. Г. Исследование вытес­ нения нефти водой из неоднородной пористой и трещинно-пористой среды.—

*В кн.: Разработка нефт. м-ний с трещинными коллекторами. М., 1967, с. 138—

142.(Тр. СевКавЦнИ, вып. 3).

186

17. Б а л а е в В. А., Б е л ь к о в А. М„ К о н д р а т ь е в а М. Г. Трещиноватость карбонатных пород девона Саратовского Поволжья.— Изв. вузов. Сер. нефть

и газ. Баку, 1961, № 7, с. 17—22.

18.Б а н А. Определение времени запаздывания восстановления давления в тре­ щиноватой породе, Изв. АН СССР. Отд. техн. н„ Механика и машинострое­ ние, 1961, № 4.

ки.— Прикл. геофизика, 1964, вып. 39.

25.Б е з б о р о д о в а И. В. О литологии и пластичности различных типов карбо­ натных пород в связи с вопросами изучения их трещиноватости.— В кн.: Геология и нефтегазоносность юга СССР. М„ 1963. (Тр. НИЛнефтегаза, вып. 9).

26.Б е л о у с о в В. В. Тектонические разрывы, их типы и механизм образования. М., 1952. (Тр. Геофиз. ин-та АН СССР, № 17 (144)).

27.Б е л о у с о в В. В. Структурная геология. Изд-во МГУ, 1961.

28.Б е л ы й Л. Д. Место сейсмических трещин в генетической классификации тре­

торов палеогена нефтяных месторождений Предкарпатского прогиба.— В кн.: Материалы по геологии и нефтегазоносности Украины. М„ 1963, с. 167—171, (Тр. УкрНИГРИ, вып. 4).

32. Б р а г и н В. А., Г а р у ш е в А. Р., Г о р б и к о в Б. П. Влияние трещинова­ тости и неоднородности коллекторских свойств пласта на эффективность паротепловой обработки призабойных зон скважин.— «Нефтепромысловое де­ ло», 1969, № 12.

33.Б у з и н о в С. Н., У м р и х и н И. Д. Исследование пластов и скважин при упругом режиме фильтрации. М„ «Недра», 1964.

34.Б у л а ч М. X., К а п л а н М. Е. Результаты изучения трещиноватости верхне­ меловых пород Северо-Восточного Кавказа.— В кн.: Трещиноватость горных

187

элементам структур Канско-Тасеевской впадины. — «Нефтегаз, геология и гео­ физика», 1966," № 9. (ВНИИОЭНГ).

47. В о р о н о й Е. Е. Улучшение коллекторских свойств пород при взаимодействии с углеводородами.— Там же, 1963, № 4, с. 29—33.

49.Г а р р и с М. А. Об эпигенетической минерализации в породах кристалличе­ ского фундамента и нижней части осадочного покрова Западной Башкирии.—

логия нефти и газа», 1966, № 3.

52.Г з о в с к и й М. В. Физическая теория образования тектонических разрывов.—

Вкн.: Проблемы тектонофизики. М., 1960.

53.Г з о в с к н й М. В. Перспективы тектонофизики — В кн.: Междунар. геол.

рождения.— В кн.: Новые данные о нефтегазоносное™ Кавказа. М„ изд.

вания пород-коллекторов. М., 1970, с. 10—31. (Тр. ВНИГНИ, вып. 90).

59.Г о р ю н о в И. И. Некоторые результаты методических исследовании.трещин­ ных коллекторов по их электрическому сопротивлению — В кн : Трещинова­ тость горных пород и трещинные коллекторы. Л., 1962, с. 148 Ию. ( р.

ВНИГРИ, вып. 193).

188

61.Г о р ю н о в И. И., Д о р о ф е е в а Т. В. Некоторые закономерности изменения коллекторских свойств пород флишевой толщи Восточных Карпат,— В кн,:

63.Г о р ю н о в И. И., М о л о т к о в Л. А. Электрическое сопротивление трещино­ ватой породы и его зависимость от коллекторских свойств.— В кн.: Исследо­

исследование добычи нефти из трещиноватых пластов.— Реф. сб. ГОСИНТИ, Нефтепромысл. дело, 1959, вып. 9.

65.Г р и г е н Д. Опыт промыслово-геофизических исследований в юго-восточной части Аравийского полуострова. Экспресс-информ., Нефтепромысл. дело, 1961,

№25.

66.Г р и н б а у м И. И. Исследование трещиноватых и закарстованных коллекто­

ров подземных вод методом расходометрии.— «Разведка и охрана недр», 1970,

№2.

67.Г р о м о в В. К. К вопросу о раскрытостях трещин на глубине.— В кн.: Иссле­ дования по проблеме трещинных коллекторов нефти и газа. Л., 1970, с. 113—

118.(Тр. ВНИГРИ, вып. 290).

коллекторских свойств палеозойских пород Восточной Башкирии.— В кн : Исследования трещиноватых горных пород и их коллекторских свойств. Л., 1961, с. 56—88. (Тр. ВНИГРИ, вып. 165).

70.Г р о м о в и ч В. А. Условия залегания нефти в карбонатных коллекторах Куй­ бышевской области и их влияние на разведку и разработку нефтяных место­

ных пород.— «Геология нефти», 1958, № 8.

74.Д а х н о в В. Н. К вопросу определения эффективной пористости карбонатных коллекторов верхнего мела Грозненского нефтепромыслового района.— В кн.:

78.Д е н н и с Дж. Г. Генетическое различие общей трещиноватости и тектониче ских нарушений. Реф. журн., геология, сводный том, 1970, № 6.

189

80.Д е ч В. Н., К н о р и н г Л. Д. Стохастическое моделирование как возможный метод интерпретации геофизических диаграмм каротажа с целью выделения зон трещинных коллекторов.— В кн..* Состояние и перспективы изучения кол­ лекторов нефти и газа. М„ 1971, с. 97—99. (ВНИГНИ, НТО-Горное).

8С Д жпа в а д о в Д. М„ К е р и м о в а 3. А. К методике изучения коллекторских свойств и трещиноватости карбонатных пород.— «Азерб. нефт. хоз-во», Баку,

85.Д о р о ф е е в а Т. В. Некоторые данные о трещинных коллекторах девонских отложений Южно-Минусинской впадины. — В кн.: Трещиноватые породы и их коллекторские свойства. Л., 1958, с. 156—168. (Тр. ВНИГРИ, вып. 121).

86.Д о р о ф е е в а Т. В. Опыт применения методики исследований трещинных

коллекторов (Южно-Минусинская впадина).— В кн.: Комплексные исследова­ ния трещинных коллекторов и опыт подсчета в них запасов нефти. Л., 1963, с. 192—194. (Тр. ВНИГРИ, вып. 214).

87. Д о р о ф е е в а Т. В. О тектонической трещиноватости в зонах дизъюнктив­ ных нарушений.— В кн.: Проблема трещинных коллекторов нефти и газа н методы их изучения. Л., 1968, с. 100—116. (Тр. ВНИГРИ, вып. 264).

88. Д о р о ф е е в а Т. В., В ы ч е в В. Т. О стилолитах в карбонатных отложениях верхнего мела Чечено-Ингушской АССР. —■В кн.: Трещиноватость горных по­ род и трещинные коллекторы. Л., 1962, с. 187—191. (Тр. ВНИГРИ, вып. 193).

90.Д р о з д В. В. О карстовых явлениях в Белоруссии. Изв. Всесоюз. геогр. о-ва, 1964, т. 96, вып. 1.

91.Е л к и н е Л. Определение ориентации трещин на месторождении Спраберри.

Экспресс-информ., Нефтепромысл. дело, 1961, № 22.

92. Е л к и н е Л. Увеличение темпа отбора нефти на месторождении Спраберри за счет циклического заводнения. Экспресс-информ., Нефтепромысл. дело, 1963, № 46.

93. Ж е л т о е Ю. П. Деформация горных пород. М., ч<Недра», 1966, 198 с.

94.З а р и ц к а я О. В. Применение пластмасс для изучения структур пород-кол­ лекторов нефти и газа.— «Нефтегаз, геология . и геофизика», 1965, № 18.

(ВНИИОЭНГ).

95. 3 в е д е р Л. Н. О приуроченности даек и силлов диабазов к некоторым систе­ мам трещин.— «Геология и геофизика», 1962, № 4.

96.3 у б а й р а е в В. Л. Некоторые данные по физико-механическим свойствам меловых карбонатных пород Малгобек-Вознесенского месторождения.— «Неф­

тегаз. геология и геофизика», 1971, вып. 23. (ВНИИОЭНГ).

97.И в а н о в А. К. К вопросу о роли тектонических разрывов в формировании газовых и нефтяных месторождений внешней зоны Предкарпатского проги­

ба,— Тр. ИГПИ АН УССР, 1962, вып. 5.

98.И с а е в Р. Г. О притоке сжимаемой жидкости в скважину из трещинного кол­ лектора. Изв. вузов. Сер. нефть и газ. Баку, 1963. № 6.

99.И с с л е д о в а н и я трещиноватых горных пород и их коллекторских свойств.

Сб. статей под ред. Е. М. Смехова. Л., «Недра», 1961. 248 с. (Тр. ВНИГРИ,

вып. 165).

100. К а в е е в М. С. Карстовые явления в восточной части Закамья Татарин. «Татарская нефть», Казань, 1960, № 4.

190

ния трещинных коллекторов (Иркутская область).— В кн.: Комплексные ис­ следования трещинных коллекторов и опыт подсчета в них запасов нефти. Л ,

тости на структурах различного типа.— В кн.: Трещинные коллекторы нефти п газа и методы их изучения. Л., 1965, с. 113—156. (Тр. ВНИГРИ, вып. 242).

коллекторы. Л., 1962, с. 178—186. (Тр. ВНИГРИ, вып. 193).

109. К а р а с е в И. П„ З о л о т о в А. Н., П о с т н и к о в В. Г. Некоторые задачи промышленной разведки карбонатных коллекторов Марковского нефтяного месторождения.— В кн.: Нефтепромысловая геология. М„ 1965. (Тр. ВНИИ, вып. 43).

ПО. К а р а с е в И. П., Об мо р ыш ев К. М. Строение и условия формирования пород-коллекторов нефтеносных горизонтов девона в северо-восточной части Припятскшо прогиба. — «Геология нефти и газа», 1968, № 11.

111. К е л т о н Ф. К. Анализ трещиноватых известняковых кернов.— «Нефтепро­ мысл. дело», 1951, вып. 2, № 8.

112. К и н з и к е е в А. Р. О методике выделения и оценке карбонатной толщи девона и турнейского яруса Татарии.— В кн.: Тр. Всесоюз. совещ. по трещин­

114.К н о р и н г Л. Д. О выделении систем трещин векторным методом.— В кн : Трещиноватость горных пород и трещинные коллекторы. Л., 1962, с. 192—218. (Тр. ВНИГРИ, вып. 193).

115.К н о р и н г Л. Д. К методике изучения некоторых моментов механизма обра­ зования тектонической трещиноватости.— В кн.: Исследования трещиновато­

сти горных пород и трещинных коллекторов нефти и газа. Л., 1964, с. 224— : 240. (Тр. ВНИГРИ, вып. 228).

116.К н о р и н г Л. Д. О связи направлений трещин с элементами тектонических структур — В ккд.Вопр. мат. геологии, вып. 1. Л., «Наука», 1968.

117.К н о р и н г Л. Д. Математические методы при изучении механизма образо­

191