Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекции по геологии нефти и газа ОБЩИЕ.pdf
Скачиваний:
48
Добавлен:
23.08.2019
Размер:
3.66 Mб
Скачать

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

изменчивыми пластами и его кровля (подошва) не совпадает на отдельных участках залежи с поверхностями продуктивных коллекторов, определение положения контуров по структурным картам недопустимо. Оно может привести к завышению площади нефтегазонасыщенности. Чтобы не допустить этого, положение контуров нужно определять по картам кровли поверхностей проницаемой части горизонта.

В целом, как видно из изложенного, форма залежей определяется формой каждой из рассмотренных границ и характером линий их пересечения. Соответственно выделяют залежи:

повсеместно оконтуренные внешним контуром нефтеили газоносности;

оконтуренные на разных участках внешним контуром и границей замещения (выклинивания) коллекторов;

оконтуренные внешним контуром и линией дизъюнктивного

нарушения.

Встречаются залежи, полностью расположенные в границах залегания коллекторов, приуроченные к блоку, со всех сторон ограниченному тектоническими нарушениями, а также залежи с участием всех четырех видов границ.

Характер поверхностей, ограничивающих залежь, во многом определяет степень связи залежи с законтурной областью и ее энергетические возможности.

Геологическая неоднородность нефтегазоносных пластов

Под геологической неоднородностью понимают изменчивость природных характеристик нефтегазонасыщенных пород в пределах залежи. Геологическая неоднородность оказывает огромное влияние на выбор систем разработки и на эффективность извлечения нефти из недр - на степень вовлечения объема залежи в процессе дренирования. Различают

Рис. 30. Примеры определения положения внешнего (а) и внутреннего {б) контуров нефтеносности при наклонном контакте нефть - вода (по М.А. Жданову).

Изогипсы, м; 1 - кровли продуктивного пласта, 2 - подошвы, 3 - поверхности ВНК; контуры нефтеносности, 4 - внешний, 5 - внутренний

86

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

два основных вида геологической

 

неоднородности

 

-

 

макронеоднородность

 

и

 

микронеоднородность.

 

 

 

Макронеоднородность

 

 

отражает

морфологию

залегания

 

пород-коллекторов в объеме

 

залежи

углеводородов,

т.е.

 

характеризует распределение в

 

ней

коллекторов

 

и

 

неколлекторов.

 

 

 

Для

 

изучения

Рис. 31. Отображение макронеоднородности на

 

фрагменте геологического разреза горизонта.

макронеоднородности

 

 

 

 

Кровля и подошва: 1 - пласта, 2 - прослоя, 3 - коллектор,

используются материалы ГИС по 4 - неколлектор, а-в - индексы пластов-коллекторов

всем пробуренным скважинам. Надежную оценку макронеоднородности можно получить только при наличии квалифицированно выполненной детальной корреляции продуктивной части разрезов скважин.

Особую важность детальная корреляция и изучение макронеоднородности приобретают при расчлененности продуктивных горизонтов непроницаемыми прослоями.

Макронеоднородность изучают по вертикали (по толщине горизонта) и по простиранию пластов (по площади).

По толщине макронеоднородность проявляется в присутствии в разрезе горизонта нескольких продуктивных пластов и прослоев коллекторов - обычно в разном количестве на различных участках залежей - вследствие наличия мест их слияния, отсутствия в разрезе некоторых пластов, уменьшения нефтенасыщенной толщины в водонефтяной (газовой) части залежи за счет неучета водоносных нижних пластов и др. Соответственно макронеоднородность проявляется и в изменчивости нефтенасыщенной толщины горизонта в целом.

По простиранию макронеоднородность изучается по каждому из выделенных в разрезе горизонта пластов-коллекторов. Она проявляется в изменчивости их толщин вплоть до нуля, т.е. наличии зон отсутствия коллекторов (литологического замещения или выклинивания). При этом важное значение имеет характер зон распространения коллекторов.

Макронеоднородность отображается графическими построениями и количественными показателями.

Графически макронеоднородность по вертикали (по толщине объекта) отображается с помощью профилей (рис. 31) и схем детальной корреляции. По площади она отображается с помощью карт распространения коллекторов каждого пласта (рис. 32), на которых показываются границы площадей распространения коллектора и неколлектора, а также участки слияния соседних пластов.

Существуют следующие количественные показатели, характеризующие макронеоднородность пласта по разрезу и по площади:

87

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

коэффициент расчлененности, показывающий среднее число пластов

(прослоев) коллекторов в пределах залежи,

К

р

 

ni / Ni 1N

, где ni - число прослоев

коллекторов в i-й скважине; N - число скважин;

коэффициент песчанистости, показывающий долю объема коллектора (или толщины пласта) в общем объеме (толщине) залежи,

К

пес

 

 

N

h

/ h

 

i / N

 

 

 

'эф

общ

 

 

i 1

 

 

 

 

, где hэф – эффективная толщина пласта в скважине; N

число скважин;

коэффициент литологической связанности, оценивающий степень

слияния коллекторов двух пластов, Ксв = Fсв /Fк, где Fсв - суммарная площадь участков слияния; Fсв – площадь распространения коллекторов в пределах залежи;

коэффициент распространения коллекторов на площади залежи,

характеризующий степень прерывистости их залегания, Красп = Fк/F, где Fк – суммарная площадь зон распространения коллекторов пласта;

коэффициент сложности границ распространения коллекторов

пласта, Ксл = Lкол / П, где Lкол - суммарная длина границ участков с распространением коллекторов; П – периметр залежи (длина внешнего контура нефтеносности);

три коэффициента, характеризующие зоны распространения коллекторов с точки зрения условий вытеснения из них нефти:

Кспл = Fспл/Fк; Кпл = Fпл/Fк;

Кл= Fл/Fк,

где Кспл, Кпл, Кл, - соответственно коэффициенты сплошного распространения

коллекторов, полулинз и линз; F – суммарная

 

 

 

 

 

 

 

площадь зон распространения коллекторов; Fспл -

 

 

 

 

 

 

 

площадь зон сплошного распространения, т.е.

 

 

 

 

 

 

 

зон, получающих воздействие вытесняющего

 

 

 

 

 

 

 

агента не менее чем с двух сторон; Fпл - площадь

 

 

 

 

 

 

 

полулинз, т.е. зон, получающих одностороннее

 

 

 

 

 

 

 

воздействие;

Fл

- площадь линз, не

 

 

 

 

 

 

 

испытывающих воздействия; Кспл + Кпл + Кп =1.

 

 

 

 

 

 

 

 

Изучение макронеоднородности позволяет

 

 

 

 

 

 

 

решать следующие задачи при подсчете запасов

 

 

 

 

 

 

 

и проектировании разработки:

 

 

 

Рис.

32.

Фрагмент

карты

 

 

 

распространения

 

коллекторов

 

моделировать

форму

сложного

 

одного из пластов горизонта:

 

 

геологического

тела

(пород-коллекторов),

1 - ряды скважин

Н - нагнетательных;

Д -- добывающих, 2 – границы

служащего вместилищем нефти или газа;

 

 

распространения

коллекторов,

3

-

 

выявлять

участки

 

повышенной

границы

зон

слияния,

участки 4

-

толщины

коллекторов,

возникающей

в

распространения коллекторов, 6 -

слияния

пласта

с

вышележащим

 

 

 

 

 

 

 

 

результате

слияния

прослоев

(пластов),

и

пластом,

7

-

слияния пласта

с

 

 

 

 

 

 

88

 

 

 

 

 

 

 

 

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

соответственно возможные места перетока нефти и газа между пластами при разработке залежи;

определять целесообразность объединения пластов в единый эксплуатационный объект;

обосновывать эффективное расположение добывающих и нагнетательных скважин;

прогнозировать и оценивать степень охвата залежи разработкой;

подбирать аналогичные по показателям макронеоднородности залежи

сцелью переноса опыта разработки ранее освоенных объектов.

Микронеоднородность продуктивных пластов выражается в

изменчивости емкостно-фильтрационных свойств в границах присутствия коллекторов в пределах залежи углеводородов. Промысловой геологией изучается неоднородность по проницаемости, нефтенасыщенности и при необходимости по пористости. Для изучения микронеоднородности используют данные определения этих параметров по образцам пород и геофизическим данным.

Для оценки характера и степени микронеоднородности продуктивных пластов применяют два основных способа - вероятностно-статистический, базирующийся на результатах изучения керна, и графический, использующий данные интерпретации геофизических исследований скважин.

Для количественной оценки микронеоднородности широко используются

также

 

числовые

 

характеристики

 

 

распределений

 

случайных

 

величин, такие как среднее

 

квадратическое

отклонение,

 

коэффициент

 

вариации,

 

среднее

 

абсолютное

 

отклонение,

 

вероятное

 

отклонение, энтропия.

 

Графически

 

 

микронеоднородность

 

отображают

на

детальных

 

профилях

и

картах,

Рис. 33. Отображение макро- и микронеоднородностей на

характеризующих

и

геологическом разрезе (на примере фрагмента горизонта XIII

макронеоднородность.

месторождения Узень)

На рис.

33 показано

Кровля и подошва: 1 - пласта; 2 - прослоя; 3 - условные границы

между частями пласта с различной проницаемостью;

распределение проницаемости

проницаемость, мкм2: 4 - < 0,01; 5 - 0,01-0,05, 6 - 0,05-0,1; 7 - 0,1-

по толщине

и

по линии

0,4;

 

профиля. В границах залегания пород-коллекторов выделены пять интервалов зон с разной проницаемостью. Видно большое несоответствие зон с различной проницаемостью пластов в плане, что создает сложности для извлечения запасов из всех пластов горизонта при осуществляемой совместной их разработке одной серией скважин.

89

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Поскольку геологический профиль не дает представления об изменении свойств пластов по площади, для каждого из них строят специальную карту.

На карту наносят граничные значения изучаемого свойства (проницаемость, пористость и др.) или изолинии значений изучаемого параметра, что позволяет показать их изменение по площади залежи.

На рис. 34 приведен фрагмент карты для одного из пластов на которой показано распространение коллекторов с разной продуктивностью. Из карты следует, что по периферии залежи пласт в основном сложен среднепродуктивными породами, в центре располагается зона высокопродуктивных коллекторов, а по большой части площади залежи без четко выраженной закономерности фиксируются сравнительно небольшие участки с низкопродуктивными или непродуктивными коллекторами и зоны отсутствия коллекторов.

Серия таких карт, построенных для всех пластов продуктивного горизонта, дает объемное представление о характере изменения свойств пластов в пределах залежи.

Изучение микронеоднородности позволяет:

определять кондиционные пределы параметров продуктивных пород;

прогнозировать при проектировании разработки характер и темп включения в работу различных частей залежи и соответственно процесс обводнения скважин и добываемой продукции из залежи в целом;

оценивать охват пластов воздействием, выявлять участки, не вовлеченные в разработку, и обосновать мероприятия по улучшению использования недр.

КОЛЛЕКТОРЫ НЕФТИ И

ГАЗА

Коллекторами нефти и газа

являются такие породы, которые способны вмещать нефть и газ и отдавать их при перепаде давления.

Любая порода, которая содержит сообщающиеся между собой поры, пустоты, трещины, может стать коллектором.

Принято все коллекторы нефти и газа разделять на терригенные и карбонатные.

Терригенные коллекторы.

Породы — коллекторы терригенного типа состоят из зерен минералов и обломков пород разных размеров,

90

Рис. 34. Фрагмент карты распространения коллекторов разной продуктивности:

1 - граница зоны распространения коллекторов; 2 - внешний контур нефтеносности; коллекторы: 4 – низкопродуктивные; 5 – среднепродуктивные; 6 – высокопродуктивные; 7 – скважины

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

сцементированных цементами различного типа. Обычно эти породы представлены в разной мере сцементированными песчаниками, алевролитам, а также в виде смеси их с глинами и аргиллитами. Для характеристики терригенных коллекторов большое значение имеет их минералогический и гранулометрический составы.

По минералогическому составу терригенные коллекторы делятся на кварцевые и полимиктовые.

Кварцевый коллектор образуется в природе при условиях, когда в процессе осадконакопления превалирующее значение имеют зерна кварца. В этом случае образованная порода имеет песчаную основу (до 95—98 %).

Полимиктовый коллектор образуется, если при осадконакоплении помимо зерен кварца большой процент зерен представлен полевыми шпатами и продуктами их химических преобразований. Образованная порода имеет значительную примесь глинистых разностей (до 25—50 %), ухудшающих ее коллекторские свойства.

Карбонатные коллекторы слагаются в основном известняками и доломитами. Среди карбонатных коллекторов особое место занимают биогенные или органогенные толщи, образованные жизнедеятельностью организмов: кораллов, мшанок, моллюсков, диатомовых водорослей.

По величине обломков различают породы:

 

Группа породы

 

Размер

 

 

обломков, мм

 

Грубообломочные (псефиты)

 

более 1,0

 

песчаные (псаммиты)

 

1,0-0,1

 

пылеватые (алевриты, алевролиты)

 

0,1 -0,01

 

глинистые (пелиты)

 

менее 0,01

 

Свойства горной породы вмещать (емкость) и

пропускать

(проницаемость) через себя жидкости и газы называются фильтрационно-

емкостными свойствами (ФЕС).

Пустотное пространство пород представлено порами, кавернами, трещинами, биопустотами.

Порами обычно называют пустоты между минеральными зернами и обломками размером менее 1 мм. Они заключены в жестком каркасе породы, называемом матрицей.

Каверны - это разнообразные пустоты размером более 1 мм, образованные в основном при выщелачивании отдельных компонентов или их перекристаллизации.

Трещины - совокупность разрывов, рассекающих горную породу, в основной массе образованная в литогенезе и связанная с формированием осадочной горной породы.

Биопустоты - к ним относятся внутренние пустоты в раковинах, внутри коралловых скелетов, в известняках ракушечниках.

91