книги из ГПНТБ / Ханин А.А. Породы-коллекторы нефти и газа нефтегазоносных провинций СССР

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Из рассмотрения геологических материалов по нефтегазоносным провинциям и областям территории СССР следует, что коллекторы нефти и газа, слагающие продуктивные пласты, характеризуются большим разнообразием по генезису, составу и сложению.

Залежи нефти и газа в своем большинстве приурочены к терригенным и карбонатным отложениям. Широко развиты песчано-алеври­ товые коллекторы нефти и газа на территориях Волго-Уральской нефтегазоносной провинции Украины, Кавказа, Средней Азии, Западной и Восточной Сибири, Сахалина. Возраст пород-коллекторов от девона до плиоцена включительно.

Различие областей сноса, палеогеографическая обстановка в век накопления осадков и последующие процессы, способствующие их изменению, сказались на многообразии типов коллекторов, их емкостных и фильтрационных характеристиках.

Карбонатные и другие трещинные коллекторы, промышленно нефтегазоносные в различных регионах страны, в последние годы явились объектом интенсивного изучения. При оценке этого типа пород коллекторов по емкости и проницаемости, а также поисках благоприятных зон их развития приходится сталкиваться с рядом трудностей, к которым прежде всего следует отнести все еще слабую разработанность методов изучения и поисков подобных типов кол­ лекторов. Однако совершенно очевидно, что при этом следует приме­ нять комплекс лабораторных и промысловых методов, которые дол­ жны совершенствоваться.

Проницаемость коллекторов терригенного и карбонатного типов зависит от размера и содержания пор в горных породах. Исследова­ ния структуры норового пространства еще недостаточно широко проводятся в ряде промысловых лабораторий. Однако использование результатов такого исследования в сочетании со стандартным ана­ лизом керна и его литологическим изучением, а также промысловы­ ми характеристиками дает возможность значительно полнее оценить фильтрационные свойства пород.

Структура норового пространства наряду с физическими свой­ ствами насыщающих флюидов является одним из существенных факторов, определяющих процессы течения в пористых средах. Характер норового пространства сказывается на проницаемости

и на полезную емкость пористой среды, так как от особенностей строения норового пространства, в частности от распределения норо­ вых каналов по размерам, зависит остаточная водонасыщенность поро­ ды. Поровое пространство, характеризующееся большим количеством тонких пор, обусловливает высокое содержание остаточной воды, а сле­ довательно низкую пористость и низкую нефтегазонасыщенность.

Структура порового пространства глинистых пород зависит от дисперсности, сортированности частиц и их сложения. Алеври­ товая примесь по мере увеличения ее содержания в глинах оказы­ вает влияние на структуру порового пространства, формируются

уплотняются интенсивней по сравнению с алевритовыми и характе­ ризуются преимущественно тонкими сечениями норовых каналов, а, следовательно, низкой проницаемостью.

Для оценки экранирующей способности глинистых пород, кроме общегеологических факторов, могут служить параметры, характе­ ризующие фильтрующие свойства: максимальные диаметры пор, проницаемость, давление прорыва газа и нефти через насыщенную жидкостью систему поровых каналов. Пользуясь этими параметрами, мы охарактеризовали региональные глинистые породы-покрышки мезозоя эпигерцинской платформы юга СССР и Сибири.

На основании установленной зависимости между проницаемостью и указанными выше основными фильтрационными параметрами глинистые породы сгруппированы по их экранирующей способности. Дальнейшие исследования дополнят предлагаемую схему (табл. 4).

Для этого необходимо следующее: а) установить влияние мощности покрышек на экранирующую способность; б) установить влияние минералогии и гранулометрического состава глин и насыщающих их пластовых вод на экранирующую способность; в) выявить ниж­ ний предел уплотнения для глин различного состава без потери свойства пластичности; г) изучить глины-покрышки в различных тектонически напряженных участках земли; д) накапливать факти­ ческие данные о прорыве газа и нефти через различные по составу

итекстурно-структурному состоянию трудно проницаемые породы для решения методических вопросов и теоретических задач.

На долю залежей, продуктивные пласты которых представлены терригенными породами (пески, песчаники, алевриты, алевролиты), приходится примерно 75%, на долю залежей, пласты которых выражены карбонатными породами (известняки, доломиты), — 20%

итерригенно-карбонатными — 5%.

Несмотря на сравнительно большое количество залежей нефти и газа, только несколько десятков из них в состоянии обеспечить получение нефти и газа в крупных промышленных объемах (нефтя­ ные месторождения Самотлорское, Мамонтовское, Туймазинское, Ромашкинское и др., газовые месторождения Уренгойское, Мед­

вежье, Газлинское, Шебелинское, Северо-Ставропольское, Вуктыльское, Оренбургское, Шатлыкское и др.).

В настоящее время в общем балансе добычи нефти в нашей стране ведущее место занимают отложения девонской и отчасти каменно­ угольной систем Волго-Уральской нефтегазоносной провинции, юрской и меловой систем Западно-Сибирской нефтегазоносной про­ винции .

Продуктивные горизонты девонской системы имеют региональное распространение. Однако мощности их на территории Волго-Ураль­ ской нефтегазоносной провинции меняются. Девонские породы в целом отличаются довольно высокими значениями пористости и проницае­ мости, в особенности породы среднего девона.

Среди каменноугольных пород Волго-Уральской нефтегазоносной провинции лучшими коллекторскими свойствами обладают продук­ тивные породы нижнего карбона, их проницаемость достигает несколь­ ких дарси.

Среди коллекторов нефти в отложениях девона и карбона ВолгоУральской нефтегазоносной првинции преобладают песчаники мел­ козернистые, сложенные хорошо отсортированным и окатанным обло­ мочным материалом (нижнефранские и бобриковские отложения). Они характеризуются преобладанием коллекторов (I, II и III клас­ сов). Большинство залежей нефти и газа в пермских отложениях связано с карбонатными породами.

Особый интерес представляют породы-коллекторы пермского и каменноугольного возраста крупных карбонатных массивов — Вуктыльского и Оренбургского, в которых распределение пористо­ проницаемых зон связано с условиями формирования пустотного пространства в постседиментационный период. Значительную поло­ жительную роль в формировании коллекторских свойств назван­ ных карбонатных массивов сыграла тектоническая трещиноватость, наиболее развитая в центральных частях складок и тектонически напряженных зонах. Распространенные на этих участках породыколлекторы отличаются более высокими фильтрационными свойствами. К этим же зонам приурочено малое содержание остаточной воды и остаточной нефти. Следует отметить, что малое содержание оста­ точной воды зафиксировано в карбонатных толщах месторождений Оренбургского, Вуктыльского, Речицевского, Грачевского. Аномаль­ ное содержание остаточной воды даже в низкопроницаемых карбо­ натных породах названных месторождений является результатом воздействия на пленку остаточной воды полярных компонентов нефти и газоконденсата, а также следствием малого количества тонких пор (•<0,5 мк). В случае малой водонасыщенности косвенные методы применять следует только при условии внесения в получаемые резуль­ таты соответствующего коэффициента, который определяется для каждого конкретного случая.

В Восточной Украине в пермских отложениях преимущественно развиты продуктивные пласты терригенного состава большой мощ­ ности. Наиболее крупные месторождения газа и нефти этого региона

приурочены к центральной части грабена (Гнединцевское, ГлинскоРозбышевское и Шебелинское). Шебелинское месторождение газа отличается большим этажом газоносности (более 1000 м), высокими пластовыми давлениями и разнообразными типами пород-коллекто­ ров (поровый, трещинный, смешанный). Наилучшими фильтрацион­ ными свойствами обладают коллекторы трещинного и смешанного типов.

Между газоносными горизонтами Шебелинского месторождения благодаря системе трещин существует связь, что привело к образо­ ванию массивной газовой залежи. Наблюдается значительное ухуд­ шение коллекторских свойств пород к периферии залежей, связанное с затуханием трещиноватости в том же направлении. Наличие густой сети тектонических дислокаций в центральных частях складки обес­ печивает свободную гидродинамическую связь во всех направлениях внутри резервуара, повышает проницаемость пород и обеспечивает получение высоких дебитов газа из скважин.

Продуктивные пласты, развитые в нефтегазоносных провинциях эпигерцинской платформы юга СССР, в основном связаны с отложе­ ниями мезозоя и палеогена.

В Предкавказье, в его центральной части, наиболее крупная газовая залежь — Северо-Ставропольская — приурочена к хадумскому горизонту палеогена. Породами-коллекторами служат алев­ риты и алевролиты, в которых поры диаметром от 10 до 12,5 мк состав­ ляют до 65%. Это обеспечивает хорошую фильтрацию газа и равно­ мерное продвижение контурных и подошвенных вод по мере разра­ ботки залежи.

Газоконденсатные месторождения Ейско-Березанского района, также имеющие значительные промышленные запасы, приурочены к отложениям альбского яруса нижнего мела. В продуктивном пласте развиты песчаники средне- и крупнозернистые, обладающие высокой проницаемостью за счет развития в них крупных пор (100 мк

иболее).

ВАзербайджане основными промышленными коллекторами нефти

служат пески и песчаники рыхлые и глинистые, слагающие продук­ тивную толщу. Различные условия образования этой толщи сказа­ лись на минералогическом составе отложений, отсортированности обломочного материала и коллекторских показателях.

В Западном Узбекистане газоносные горизонты месторождений Газлинской, Каганской и Мубарекской групп поднятий приурочены

восновном к песчано-алевритовым отложениям мелового возраста.

Кэтому же типу коллекторов того же возраста, но меньшей мощности относятся газоносные породы Дарваза-Зеаглинского месторождения, расположенного в центральной части Каракумов Туркмении, а также Ачакского.

Коллекторы одного из самых крупных газовых месторождений Узбекистана — Газли — отличаются своеобразием. Они характе­ ризуются аркозовым составом. В верхних газоносных горизонтах преимущественно развиты песчаники мелкозернистые, в различной

степени алевритистые, а в нижних — алевролиты песчаные ипесчаноалевролиты. Обломочная часть песчаников плохо окатана, но, несмотря на это, проницаемость пород высокая (больше 1 дарси) благодаря наличию крупных доминирующих пор (от 30 до 75 мк) и сравнительно небольшому содержанию цементирующих веществ в преобладающих группах коллекторов. Содержание крупных доми­ нирующих пор связано главным образом с особенностями осадконакопления, созданием арочных структур в процессе седиментации осадка, плохой окатанностью обломочного материала, небольшим содержанием глинистого цемента в наиболее развитых породахколлекторах.

Промышленная нефтеносность месторождений Мангышлака свя­ зана с юрскими терригенными отложениями, представленными пес­ чано-алевритовыми полимиктовыми породами, преимущественно.глинистыми. Пласты-коллекторы подвержены фациальным замещениям. Пористость, проницаемость и насыщенность коллекторов зависят от содержания глинистого и карбонатного цемента. В Приуральской части Западной Сибири широко развиты юрские продуктивные отложения, главным образом терригенного состава (газовые и нефтя­ ные месторождения Березово-Шаимского района).

В Березовском и Шаимском районах основной газоносный и нефте­ носный продуктивный горизонт, относящийся к верхам юры и ниж­ нему мелу, сложен разнозернистыми песчаниками и алевролитами. Юрско-валанжинские отложения залегают несогласно на породах фундамента или его коры выветривания. Промышленная газонефте­ носность приурочена к песчаникам, залегающим в основании мезозой­ ских отложений, к трещиноватым порфиритам, метаморфизованным алевролитам и аргиллитам фундамента.

Для отложений продуктивного горизонта характерно резкое изменение мощностей: увеличение их на крыльях структур, уменьше­ ние и выклинивание к своду. По емкости и проницаемости коллекторы относятся к I, II и III классам. Наблюдается уменьшение проницаемо­ сти пород-коллекторов в направлении погружения структур. Залежи нефти, приуроченные к вогулкинской толще, имеют сложное строе­ ние и являются преимущественно пластовыми стратиграфически экранированными. Центральная, северная, юго-восточная и отчасти южная части Западно-Сибирской низменности наиболее перспективны для поисков песчаных коллекторов в нижней — средней юре. По­ роды-коллекторы I—III классов распространены на купольных поднятиях центральной и юго-восточной частях низменности.

Для отложений нижнего мела низменности характерно развитие коллекторов I—III классов в центральной и северной частях тер­ ритории, II—IV классов на окраинах низменности и V—VI классов во впадинах Ханты-Мансийской и Надымской. В Среднем Приобье в валанжине в пластах песчаников наиболее развиты коллекторы II и III классов (месторождения Мегионское, Самотлорское и др.). В отложениях верхнего мела породы-коллекторы I —II классов зани­ мают центральную и северную части низменности. Коллекторы IV—

VI классов развиты на территории Ханты-Мансийской и Надымской впадин.

В разрезе осадочного чехла Иркутского амфитеатра Сибирской платформы нефтегазоносны терригенные породы верхнего докембрия, а также карбонатные отложения нижнего кембрия. Можно отметить значительную преобразованность поровой структуры песчаников (нижнемотская подсвита) постседиментационными процессами; пре­ имущественно развиты коллекторы III—IV классов.

Продуктивность осинского горизонта, выраженного на Марков­ ской площади карбонатными породами, обусловлена главным обра­ зом трещиноватостью.

Промышленные залежи нефти и газа в Вилюйской провинции встречены в нижнем триасе и нижней юре. В триасе хорошо про­ ницаемые промышленно продуктивные песчано-алевритовые породы развиты на Лено-Вилюйском своде и слабо проницаемые— во внутрен­ ней зоне Приверхоянского прогиба. В юрских породах коллекторы высоких классов встречены на южном борту синеклизы и Лено-Вилюй­ ском своде. Лучшие породы-коллекторы отмечены среди продуктив­ ных горизонтов нижней юры Толонского и Мастахского месторо­ ждений.

В Сахалинской нефтегазоносной провинции, кроме известных про­ дуктивных на нефть и газ песчано-алевритовых отложений верхнего

исреднего миоцена, развитых на территории Северного Сахалина, привлекает внимание своими перспективами южная часть Сахалина.

Вэтой зоне в палеогене намечается развитие пород-коллекторов достаточно высоких классов. Необходимо изучение пород палеогена

имела, поиски в них коллекторских толщ и толщ-покрышек, выясне­ ние закономерностей в их развитии на территории южного Сахалина.

Размещение различных по составу и свойствам пород-коллекто­ ров нефти и газа на территории нефтегазоносных провинций Совет­ ского Союза указывает на их тесную связь с литофациальной и обще­ геологической обстановкой, существовавшей в век накопления осад­

ков, а также постседиментационными процессами, повлиявшими на характер структуры порового пространства коллекторов.

Выявление текстурно-структурных особенностей важно для оценки не только пород-коллекторов, но и пород-покрышек. Литологические и петрофизические методы позволяют качественно и количественно оценить свойства коллекторов и флюидо-упоров. Развивая науку о коллекторах, можно более уверенно решать практические задачи, связанные с поисками и разведкой залежей, подсчетом запасов и раз­ работкой месторождений нефти и газа.

А в д у с и н И И., Ц в е т к о в а М А., К о н д р а т ь е в а М Г Литология и фации палеозойских отложений Саратовского и Куйбышевского Поволжья. М., изд-во АН СССР, 1955, с. 140.

А л и е в А. Г., А х м е д о в Г. А. Коллекторы нефти и газа мезозойских

итретичных отложений Азербайджана. Баку, «Азернешр», 1958, с. 298.

Ан т о н о в а Т. Ф. Глинистые породы как покрышки нефтяных и газо­

вых залежей. М., «Недра», 1971, с. 206—218. («Труды Сиб. науч.-исслед. ин-та

ской плиты Средней Азии, ее крупные геоструктурные элементы и их класси­ фикация. — В кн.: Геологические условия и основные закономерности раз­ мещения скоплений нефти и газа в пределах эпигерцинской платформы юга

трещиноватости продуктивных карбонатных пород Вуктыльского газоконден­ сатного месторождения. — «Нефтегазовая геология и геофизика», 1971, с. 26—29.

Б у л а ч М. X. Характеристика трещинных коллекторов и вопросы их классификации. Л., «Недра», 1968, с. 17—44. («Труды Всесоюз. науч.-исслед. геол. разв. нефт. ин-та», вып. 264).

Г м и д JÎ. П. Литолого-петрографические исследования карбонатных коллекторов нефти и газа. Л., «Недра», 1968, с. 44—62. («Труды Всесоюз. науч.- исслед. геол. развед. нефт. ин-та», вып. 264.)

меловых отложений Западного Предкавказья. — «Геология и разведка газовых

игазоконденсатных месторождений», 1970, № 3, с. 29—34.

Жд а н о в М. А. Нефтегазопромысловая геология и подсчет запасов нефти

с.279.

Ка л а ч е в а В. Н. Закономерности распространения тектонической

трещиноватости и прогнозирование трещинных коллекторов. Л., «Недра», 1968, с. 63—100. («Труды Всесоюзн. науч.-исслед. геол. развед. нефт. ин-та», вып. 264).

Ка л и н к о М. К. Основные закономерности распределения нефти и газа

вземной коре. М., «Недра», 1964, с. 207.

1969, № 6, с. 41—45.

К а т а г е н е т и ч е с к и е преобразования терригенных нефтегазонос­ ных пород (на примере девонских отложений Волгоградского Правобережья).

Изв. АН СССР, сер. геол., 1969, № 8, с. 99—113. Авт.: П. А. Карпов, Н. В. Ло­ патин, А. В. Шилин, В. И. Антонова, Н. В. Соловьева.

К и с е л е в А. Е. Литология и коллекторские свойства мезозойских

Кл у б о в а T. Т. Влияние глинистых примесей на коллекторские свой­ ства песчано-алевритовых пород (на примере пашийских отложений УралоПоволжья). М., «Наука», 1970, с. 115.

Ко л г и н а Л. П. Условия формирования и закономерности размещения коллекторов в отложениях аптского, альбского и сеноманского ярусов мела западной части Западной Сибири. М., «Наука», 1969, с. 112.

Ко л о с к о в а М. И., X а н и н А. А. Исследование структуры норового пространства методом капиллярных давлений в связи с оценкой полезной емко­

сти и фильтрационных свойств пород-коллекторов. — В кн.: Состояние и пер­ спективы изучения коллекторов нефти и газа. М., изд. Всесоюз. науч.-исслед. геол. развед. нефт. ин-та, 1971, с. 19—22.

Ко н ю х о в И. А. Опыт изучения мезозойских отложений Восточного Предкавказья, М., ГОСИНТИ, 1958, с. 127.

Ко р с а к о в С. П. Породы-коллекторы меловых отложений Бухарского

(«Труды Среднеаз. науч.-исслед. ин-та природ, газов»).

К о р ц е н ш т е й н В . Н. Гидрогеология газоносной провинции Централь­ ного Предкавказья. М., Гостоптехиздат, 1960, с. 261.

К о т я х о в Ф И., М е л ь н и к о в а Ю С., К у з ь м и ч е в Ю А. Использование керна, отобранного на известково-битумном растворе для оценки коллекторских свойств пород. М., «Недра», 1968, с. 56—74. («Труды Всесоюз. нефтегаз, науч.-исслед. ин-та», вып. 54).

Л ы с е н к о в П. П. Методика и результаты изучения трещиноватости верхнемеловых отложений ЧИАССР в полосе их выходов на дневную поверх­ ность. М., «Недра», 1965, с. 32—33. (Труды II Всесоюз. совещ. по трещинным коллекторам нефти и газа»).

Ма й д е б о р ' В. Н. Сравнительный анализ коллекторских свойств и раз­ работки Грозненских и Иранских нефтяных месторождений с трещинными кол­ лекторами. М., «Недра», 1967, с. 51—56. («Труды Северо-Кавказ. нефт. науч.- исслед. ин-та», вып. 3).

Ма р ь е н к о Ю. И. Основные черты строения и коллекторские свойства

осинского горизонта на Марковском месторождении. «Нефтегазовая геология

игеофизика», 1966, № 1, с. 25—28.

Ме л и к - П а ш а е в В . С. Методика разведки нефтяных месторождений.

М., «Недра», 1968, с. 183.

М е щ е р с к а я Е. Н. Коллекторские свойства пород юга Восточноси­ бирской платформы. — «Нефтегазовая геология и геофизика», 1964, № 3,

с.24—28.

Ме щ е р с к а я Е. Н. Пласты-коллекторы нефти и газа в разрезе нижне­

кембрийских отложений Иркутского амфитеатра. В кн.: Материалы Всесоюзного совещания по оценке нефтегазоносности территории Якутии. М., «Недра»,

1968, с. 90—93.

М у х а р и н с к а я И. А. Проницаемость и коэффициент газонасыщенности коллекторов свиты медистых песчаников Шебелинского месторождения. — «Нефтегазовая геология и геофизика», 1963, № 1, с. 11—13.

Физика газовых пластов. М., «Недра», 1964, с. 224—227. («Труды Всесоюз. науч.-исслед. ин-та природ, газов»).

О р е л В. Е. Классификация залежей газа Восточной Украины. — «Гео­

природных резервуаров месторождения Узень. — «Нефтегазовая геология и гео­

формирования залежей нефти Жетыбай-Узеньской структурной террасы. — «Нефтегазовая геология и геофизика», 1967, № 21—22, с. 16—20.

отложений Ферганской впадины. Л., «Недра», 1971, с. 154—156. («Труды Среднеаз. науч.-исслед. ин-та природ, газов», вып. 2).

П о к р о в с к а я Г. Н., К а л а б и н Ю Я. Коллекторские свойства пласта II Трехозерного месторождения. М., «Недра», 1971, с. 107—121. («Труды Гипротюменнефтегаза», вып. 5).

П о р о д ы - к о л л е к т о р ы нефтегазоносных районов Западной Сибири М., «Недра», 1971, с. 252. («Труды Сиб. науч.-исслед. ин-та геол., геофиз. и минеральн. сырья», вып. 40). Авт.: Г. И. Гурова, Е. Г. Сорокина, Л. II. Алехина,

Т.Ф. Антонова и др.

Пр о з о р о в и ч Г. Э. Покрышки залежей нефти и газа. М., «Недра»,

1972, с. 119. («Труды Зап.-Сиб. науч.-исслед. геол. разв. нефт. ин-та», вып. 49). П р о ш л я к о в Б. К. Эпигенетические изменения осадочных пород

иих значение для нефтяной геологии. — «Изв. вузов. Геол. и разведка», 1968,

№7, с. 12 -17 .

Пр о ш л я к о в Б. К. Новое в методике оценки коллекторских свойств

и трещинных коллекторов нефти и газа. Л., «Недра», 1970, с. 64—68. («Труды

Коллекторы газа верхнемайкопских отложений Центрального Предкавказья. — В кн.: Геология, бурение и разработка газовых месторождений, вып. 2. М., «Недра», 1967, с. 41—48. (Труды Сев.-Кавк. филиала Всесоюз. науч.-исслед.

Свойства глинистых пород-покрышек мезо-кайнозойского нефтегазоносного

месторождения. М., «Недра», 1964, с. 188—209. («Труды Всесоюз. науч.-исслед. ин-та природ, газов», вып. 20/28).

Ч а к а б а е в С. Е., К о н о н о в Ю С., И в а н о в В. А. Стратигра­ фия и коллекторские свойства юрских отложений Южного Мангышлака в связи с их нефтегазоносностью. М., «Недра», 1971, с. 169. («Труды Ин-та геол. и геофиз.»,

нефтегазоносных горизонтов Западно-Сибирской провинции. М., «Недра», 1968, с. 135. («Труды Зап.-Сиб, науч.-исслед. геол. разв. нефт. ин-та», вып. 6).