Тонкослоистые пласты
.pdfvk.com/club152685050152 Пракmuческuе acneKmbl| vk.com/id446425943геофизических исследований скважин
Упражнение 10.1. Определение амплитуды падения
Если контуры на карте с масштабом 1:25 000 проведены через каждые
100 м, а шаг сетки составляет 4 см, чему будет равна амплитуда паде
ния?
10.1.2. Типы карт
Карта, описанная в первом параграфе предыдущего раздела, относит
ся к глубине кровли отдельного горизонта и поэтому знакома всем, ко му приходилось читать географические карты. Однако картирование не должно ограничиваться одним лишь параметром глубины. Существуют методы, позволяющие отображать изменение любого параметра по пло
щади структуры. Среди других параметров, которые могут быть изобра
жены на карте в виде контуров:
•Толщина отдельного горизонта. Это может быть либо изохорная (то есть в вертикальном направлении) либо изопахитная (в направлении,
нормальном к плоскости напластования) толщина.
•Петрофизические свойства (пористость, песчанистость, насыщенность, проницаемость) или комбинации таковых (эквивалентная высота за
лежи углеводородов (equivalent hydrocarbon column [ЕНС], NPV).
•Разновидности палеографии, условий осадконакопления и фациЙ.
•Свойства флюидов (глубина контактов, плотность и минерализация
флюидов).
10.1.3.Методы оконтуривания
На основании одних только данных скважины структура отдельного
горизонта будет известна лишь в дискретных точках. Все, что находится
между этими точками, должно быть получено посредством оценки. Для
оценки значений параметра между точками, где его значения известны,
разработаны различные математические алгоритмы. К ним относятся:
1. Триангуляция. Данные в точках, где располагаются скважины, соеди
няются прямыми линиями, вдоль которых осуществляется их линей
ная интерполяция. Последовательные контуры могут быть сглажены
с помощью специального алгоритма, основанного на стремлении
к минимизации второй производной кривой.
2.Обратное расстояние. В этом методе для определения весовых коэф
фициентов, необходимых для получения средних значений, исполь-
vk.com/club152685050Пеm|рофизикаvk.com/id446425943и nромысловая геология 1SЗ
зуется обратное расстояние для каждой точки с известными пара метрами. Следовательно, если имеется n известных значений (от ZI дО Zn), значение (Z) параметра внекоторой промежуточной точке
определяется как:
n |
n |
|
Z= I(Z;/d;)/I(lId;) |
(10.1.2) |
|
;=1 |
;=1 |
|
3. Подбор полинома. Вместо обратных расстояний можно использовать полиномиальную функцию. Коэффициенты полиномиальной функции определяются путем подбора на основе обеспечения наилучшего ее со
ответствия известным данным в точках местонахождения скважин.
4. Кригинг. Кригинг - это современный метод, основанный на ис
пользовании всех доступных данных для нахождения их наилучшей
комбинации в конкретной промежуточной точке. Чтобы это сделать,
сначала необходимо описать математически, как искомый параметр
меняется между точками с известными данными. Это делается пу тем построения полувариограммы данных. Полувариограмма может быть построена с помощью формулы:
|
(10.1.3) |
где Vx;"y;' - |
известное значение параметра в точке xi', yi'; |
VX ;, у; - |
известное значение параметра в точке xi, yi; |
h - |
расстояние от точки xi, yi до точки xi', yi'; |
N(h) - |
число пар точек, которые располагаются на расстоянии |
|
h друг от друга. |
График функции gamma(h) в зависимости от h и называется полува
риограммоЙ. Полувариограмма учитывает составляющую неопределен
ности, обусловленную использованием известных данных точки, находя
щейся на определенном расстоянии от той точки, для которой выполня
ется оценка. Кригинг включает в себя подбор с помощью компьютерной
программы набора весовых коэффициентов, минимизирующих полную
неопределенность оценки, сделанной для промежуточной точки. Более
того, кригинг обеспечивает получение дисперсии погрешности оценки,
позволяющей построить карту погрешности.
10.1.4. Количественный анализ с применением карт
Помимо того, что карты оказывают петрофизику и геологу неоцени
Myю помощь В понимании пространственного изменения свойств, они
vk.com/club152685050 Пе| mvk.com/id446425943 |
157 |
рофизuка и nРОМblсловая геология |
|
Упражнение 10.2. Построение rpафика «площадь-rлубина»
Нефтяная залежь была обнаружена вскрывшими структуру скважина ми в точках и на глубинах, приведенных в таблице 10.1.1.
Мощность нефтеносной толщи является неизменной и составляет 325 м, пористость - 20%, а среднее значение Sw - 20%. Уровень ВНК ус тановлен на глубине 3070 м (абсолютная отметка). Во составляет 1,3 (брл нефти в пластовых условиях/брл нефти, приведенных к поверхностным условиям).
1. Постройте карту кровли структуры и проведите контуры с шагом 25 м.
2. Постройте графики «площадь - глубина» для кровли и подошвы
структуры.
3.Оцените суммарный объем породы, эффективный поровый объем
и STOIIP.
4.Оцените, как изменится STOIIP, если Sw составит 10% на высоте, пре
вышающей 25 м над уровнем контакта, и 30% на высоте 0-25 м над
уровнем контакта.
10.2.ОСНОВНЫЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ
10.2.1.Терригенные породы
Обломочные (терриrенные) породы представляют собой уплотненные
осадочные породы, образованные в результате накопления обломков су-
Таблица 10.1.1
Пример скважинных данных
|
Направление |
Направление |
Глубина кровли пласта, |
||
Скважина |
на восток, КМ |
на север, КМ |
Mtvdss* |
||
|
|
|
|
|
|
|
100 |
100 |
3000 |
||
|
|
|
|
|
|
2 |
100,5 |
100,7 |
3100 |
||
3 |
101 |
100 |
3200 |
||
4 |
100,6 |
99,3 |
3100 |
||
5 |
100 |
99,2 |
3080 |
||
6 |
100 |
101,5 |
3120 |
||
7 |
99,3 |
99,3 |
3110 |
||
|
|
|
|
|
|
8 |
|
98,S |
100 |
3220 |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
99,S |
100,6 |
3090 |
|
*М tvdss - абсолютная вертикальная глубина, м
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
158
Практuческuе аспекты геофизических исследований скважин
ществовавших ранее горных пород и перемещенные в виде отдельных
частиц к месту своего отложения в результате воздействия механичес
ких факторов. Обломки могут перемещаться под воздействием воды,
ветра, льда или силы тяжести. Способы их перемещения - образование
взвесей, осыпей, перекатывание или растворение. В результате переме
щения меняются некоторые из приведенных ниже характеристик этих
обломков (или частиц):
•Размер
•Форма
•Окатанность
•Текстура поверхности
•Ориентация
•Минералогический состав
Определение этих изменений может дать информацию о механизме их перемещения. Осадочные породы образуются в следующих условиях:
Пустыни
Вади (сухие русла)
Системы эоловых дюн Солончаковые пустыни Флювиальные конуса выноса
Аллювиальные конуса выноса
Пойменные отложения Русловые системы Дельтовые отложения
Дельтовидные рукава Равнинная дельта
Фронт дельты
Ледниковые отложения Лессовые породы
Тиллиты (моренный ледниковый конгломерат)
Варвы (сезонные отложения) Глубоководные морские отложения
Турбидитовые отложения Оползни, осыпи, обломочные осадки
Турбидированные потоки
Береговая линия
Песчаные пляжи, отмели, барьерные острова Прибрежные эоловые поверхности
Шенье (пляжные равнины) Болота,топи,эстуарии
vk.com/club152685050Пеm|рофvkuз.ucom/id446425943ка u nрОМblсловая геология 159
Знание условий осадконакопления важно для понимания того, как вы
сокопористые нефтеносные породы, если таковые имеются, вероятнее всего распределяются по территории поиска. Минеральный состав обло
мочных коллекторов (в порядке распространенности): кварц, глинистые минералы, обломки породы, полевой шпат, кремнистый сланец, слюда
и обломки карбонатов.
Чистый песчаник главным образом будет включать в себя зерна кварца. Он может обладать пористостью до 40% и проницаемостью до 5 дарси.
Присутствие глин и минералов, формирующих цемент между зернами,
снижает пористость и проницаемость вследствие различия их грануло
метрического состава.
Распределение глинистых минералов в породе также связано с обста новкой осадконакопления и имеет особое значение для петрофизика
ввиду влияния, оказываемого глиной на проницаемость, электрическую
проводимость и воДонасыщенность. Глины, обнаруживаемые в песчани-
ках, разделяются на аллогенные и аутигенные. Аллогенные глины - это
глины, которые образовались до формирования этих пород. Они могут
присутствовать в них в следующем виде:
• Отдельные частицы глины, рассеянные в объеме породы, или тонкие
глинистые прослои.
• Комочки, образовавшиеся в результате флокуляции глины или выде
ления микроорганизмами.
•Агрегированные глины, образовавшиеся ранее за пределами осадоч
ного бассейна.
Аутигенные глины - это глины, которые образовались одновременно или после отложения осадочных материалов. Их присутствие обусловле
но тремя возможными процессами:
•Под действием температуры, давления и рН аллогенные глины могут преобразоваться в другие глинистые минералы.
•Глинистые минералы могут образоваться в результате диагенеза нег
линистых минералов, таких как полевой шпат, пироксены, амфиболы
и слюда.
•Глинистые минералы могут выпадать из поровых флюидов.
К основным глинистым минералам относятся:
•Каолинит, A12Si20s(OH)4' Кристаллы этой глины обычно имеют шести гранную форму и, складываясь вместе, образуют скопление в форме
гармошки. Эти структуры могут заполнять поры и существенно влия
ют на проницаемость пород. Однако катионообменная емкость (cation
vk.com/club152685050160 Пракmuческuе|аспектыvk.com/id446425943геофизических исследований скважин
exchange capacity, СЕС) каолинита низка. Это указывает на то, что он
поглощает относительно мало воды.
•Хлорит, (Mg, Fе)6АlSiЗОlО(ОН)S' Хлорит может образовывать скопления
различной формы: пластинки, розетки, соты или сферические нарос
ты. Как правило, он покрывает песчаные зерна и устья пор, снижая проницаемость пород. Однако в отличие от других глин он реагирует
скислотами, поэтому проницаемость пласта около ствола скважины
может быть увеличена с помощью кислотной обработки. Катионооб
менная емкость хлорита также относительно мала.
•Иллит, (НзО, К) (A14Fe4Mg4Mg6)(Si7Al)022(OH)4' Иллит может быть осо
бенно пагубен для проницаемости, когда он приобретает волокнистую структуру, способную блокировать устья пор. Частично он реагирует
с сильными кислотами. Значение катионообменной емкости у него вы
ше, чем у хлорита или каолинита, но ниже, чем у монтмориллонита.
•Монтмориллонит, (Na, К, Mg, Са) A12Si401o(OH)2H20. Монтмориллонит
обладает наивысшим значением катионообменной емкости и поэто му оказывает наибольшее влияние на воДонасыщенность через свя
занную глиной воду. Когда производится бурение с применением бу рового раствора на пресной воде, могут также возникать проблемы,
связанные с набуханием глины. Глина принимает форму детритовых
зерен в морщинистой оболочке или ячеечную структуру, аналогичную
сотовой структуре хлорита.
10.2.2. Карбонатные коллектора
Карбонаты образуются из известковистых скелетов организмов, со ставляющих биокластические отложения. Эти фрагменты цементируют
ся карбонатом, выпадающим из воды в осадок. Большинство организмов
жило на дне мелководных морей, поросших водорослями. Однако после
смерти их остатки оседали на большую глубину и скапливались там. Ни
же определенной глубины (4000-6000 м) все карбонаты под действием
высокого давления растворяются.
Главное различие между карбонатными и терригенными коллектора ми состоит в том, что обломочные отложения требуют транспортировки зерен в осадочный бассейн, тогда как карбонаты образуются непосредс
твенно в бассейне, где происходит осадконакопление. Поскольку процесс
отложения обломочных пород, как правило, связан с замутнением во
ды, такая окружающая среда становится непригодной для фотосинтеза, а следовательно, и для жизнедеятельности организмов, поэтому обычно
в одном месте карбонатные и терригенные коллектора образовываться
не могут. Однако возможно образование одного вида отложений поверх
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 |
161 |
Пеmрофuзuка и nромысловая геология |
|
другого вследствие изменений, произошедших в обстановке осадкона
копления в течение некоторого геологического периода.
Известны следующие типы карбонатных коллекторов:
•Мелководные морские карбонаты. Темп образования скелетов в мелко
водных морях обычно бывает достаточно высоким. Эти скелеты разру
шаются ракообразными и рыбами, а также под воздействием турбулен тных течений. В результате образуется карбонатный осадок, который
может быть перенесен к месту окончательного отложения. Этот осадок
может также подвергаться воздействию роющих организмов. Образую
щиеся при этом фекальные комочки служат центрами формирования
зерен, что в результате приводит к возникновению пористости.
•Глубоководные карбонаты. Глубоководные карбонаты осаждаются на
глубинах значительно больших, чем те, на которых происходит фото
синтез. Как правило, эти осадочные породы образуются из ила, состо
ящего из скелетов океанических организмов.
•Рифы. Рифы строятся выделяющими карбонат кальция организмами,
развивающимися на остатках предыдущих поколениЙ. Большие ске летные организмы (например, кораллы) после отмирания обычно ос
таются на месте, и это может приводить к образованию полостей, час тично заполненных осадочными породами. Большая часть рифового
осадка производится сегментными (например, криноиды, водоросли)
или несегментными организмами (двустворчатыми моллюсками, бра хиоподами, фораминиферами), растущими в пространствах, оставлен
ных более крупными скелетными организмами.
Первоначальная пористость кальциевого песка (то есть скелета поро
ды, содержащей карбонатные зерна) очень высока (пористость до 45%,
проницаемость до 30 Д). Однако диагенетические процессы, проходящие
в последующий после образования отложений период, радикально ее снижают. К снижающим пористость факторам относятся:
• Цементация: осаждение СаСОз из внурипоровой воды В поровом про
странстве.
• Внутреннее осаждение: заполнение порового пространства осадочны
ми породами.
•Уплотнение:переуплотнениезерен.
•При высоких давлениях происходит растворение СаСОз в одном месте
и осаждение в поровом пространстве в другом месте.
К повышающим пористость факторам относятся:
•Выщелачивание. Оно может быть связано или не связано со структу рой породы. Связанное со структурным фактором выщелачивание яв-