Билет 17. 1. Различие литологических и тектонических трещин, роль в фес пород.

Т р е щ и н ы - это разрывы сплошности горных пород без смещения. Термин т р е щ и н о в а т о с т ь имеет собирательное значение и характеризует общую рассеченность горных пород трещинами. Трещины широко и повсеместно развиты во всех разновидностях горных пород. Среди коллекторов нефти и газа наиболее трещиноватыми являются карбонатные породы, хотя в глинистых, кремнистых и других типах трещины имеют также большое значение. По времени образования различают трещины первичные, связанные по своему происхождению со стадиями диагенеза (в частности с процессами уплотнения, кристаллизации вещества, обезвоживания), и вторичные, возникновение которых обусловлено различными процессами катагенеза, метагенеза, гипергенеза и тектоническими напряжениями. Тектонические трещины образуют наиболее отчетливо выраженные системы. Ориентировка и распространение литогенетических трещин самая разнообразная: раздваиваются, ветвятся, изгибаются. Чаще они встречаются в тонкозернистых породах, которые при уплотнении

обезвоживаются больше, чем другие. На границах пластов разного состава литогенетические трещины ориентированы часто согласно их поверхности, что отражает также некоторый послойный

срыв при разной степени уплотнения. Литогенетические трещины приспосабливаются к мелким конкрециям, центрам кристаллизации, огибают разные включения, поэтому поверхность их стенок шероховатая, бугристая. Распространение их ограничивается одним пластом и в других слоях они не прослеживаются. Большое число литогенетических трещин возникает в породах; образование трещин тесно связано с переформированием коллоидных систем. При старении коллоидов, в процессе выделения воды в них появляются трещины. В числе катагенетических интересными являются мельчайшие трещины, образующиеся при микрогидроразрывах в глинистых породах в процессе выделения связанных межслоевых вод. Тектонические трещины более прямолинейны (могут рассекать породы независимо от их текстурно-структурных особенностей), поверхности их стенок более гладкие. Трещиноватость породы в ненарушенном состоянии может не проявляться явно, места будущих трещин как бы запрограммированы в породе, и эти возможности реализуются при малейшем дополнительном напряжении, сдвиге или даже под влиянием давления проникающих флюидов.

Билет 16. 2. Использование каротажа для определения фес пород.

Для определения пористости применяются также различные тонкие физические методы, среди них наибольшее распространение получил метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР), который используется и при каротаже скважин. В основе метода лежит свойство ядер атомов некоторых элементов: они обладают магнитным моментом. В постоянном магнитном поле (поле Земли) магнитные моменты стремятся ориентироваться в его направлении. Особенно сильно это свойство выражено у водорода (намагниченность его ядер-протонов).

Достаточно хорошо это должно проявляться у ядер водорода в воде, особенно в той, молекулы которой находятся в относительно свободном состоянии. Но тепловое движение молекул нарушает это однообразие, поэтому в каждый момент времени в направлении поляризующего поля ориентирована лишь небольшая часть ядер. Ориентировку можно упорядочить созданием более сильного поля. При быстром изменении магнитного поля требуется определенное время, чтобы система магнитных моментов пришла в новое равновесное состояние. Процесс установления этого нового состояния носит название ядерной магнитной релаксации. Можно говорить о скорости магнитной релаксации, которая у разных ядер различна. Релаксационные процессы характеризуются постоянными показателями T1 и T2 , которые описывают изменения продольных (по отношению к полю) и поперечных составляющих ядерной намагниченности. Величина T1 характеризует скорость перераспределения энергии между поляризуемыми атомами (водорода) и совокупностью окружающих их атомов и молекул, приводящих к изменению тепловой энергии всей системы (спин-решеточное взаимодействие). Поскольку T1 характеризует скорость изменения ядерной намагниченности в направлении поляризующего поля, его определяют как время продольной релаксации. Т2 называется временем поперечной релаксации и характеризует скорость взаимной переориентировки магнитных моментов ядер в результате перераспределения энергии между ними, т. е. Отражает внутреннее взаимодействие в самой системе спинов (спин-спиновое взаимодействие). Эксперимент производится путем создания в катушке, куда помещен образец, сильного поляризующего поля, поперечного по отношению к земному. Затем наложенное поле резко уменьшается до

нуля. После выключения тока наблюдается э. д. с, которая наводится в той же катушке в результате изменения векторов ядерной намагниченности (возвращения в состояние, близкое к исходному). Величина измеряемого при этом сигнала э. д. с. определяется в образце породы

только протонами жидкости, заполняющей поры, т. е. Интенсивность сигнала в той или иной мере характеризует количество протонов в единице объема породы. Релаксация протонов жидкости в пористой среде отличается от релаксации в свободной жидкости, так как поверхностно-активные силы минерального скелета снижают подвижность молекул в приповерхностном слое, где вода находится в связанном состоянии, что будет рассмотрено далее. Релаксация определяется только протонами, достаточно удаленными от стенок. Величина сигнала отражает число атомов водорода (или количество жидкости). При полном заполнении пор жидкостью мы можем считать, что величина сигнала отражает пористость.

Результаты метода ЯМР (при насыщении водой) характеризуют, по-видимому, промежуточную величину между открытой и эффективной пористостью, учитывая, что приповерхностный слой также влияет в какой-то степени на релаксацию. Что касается закрытой пористости, то она может быть заполнена и водой, но не полностью, так как там могут присутствовать и другие вещества, в том числе УВ. Необходимый объем образцов находится одним из известных методов. По свидетельству Б. И. Тульбовича и др., совпадение результатов по определению пористости методами ЯМР и Преображенского хорошее, коэффициенты корреляции составляют 0,96-0,97. В лабораторных условиях проницаемость определяется лишь в одном или в несколько небольших изолированных образцах породы.

При исследовании в скважине или в нескольких скважинах мы можем судить о характере проницаемости всего пласта-коллектора. При отсутствии образцов, только по данным исследования скважин (совместно с каротажем) можно делать вывод о проницаемости пластов в той или иной части разреза. Если при вскрытии какого-либо пласта буровой раствор разжижается и плотность его снижается, это указывает на то, что пласт проницаем

и из него под достаточным давлением поступает вода (или газ, если раствор становится разгазированным). А. И. Леворсен замечает, что скорость, с которой вода поступает в ствол скважины, дает даже лучшее представление об общей проницаемости вскрываемых пород, чем лабораторное исследование керна. Если при бурении глинистый раствор не возвращается на поверхность или выносится не полностью, то говорят о потере его циркуляции в скважине. Это означает, что скважина встретила пласт с высокой проницаемостью и пониженным пластовым давлением (или кавернозную зону). Одним из лучших способов является измерение общей проницаемости пласта по его продуктивности и снижению давления. Если проницаемость породы велика, то увеличение отбора флюдов из него не приведет к значительному падению давления. В условиях пластового и достаточно крупного массивного резервуара после проведения испытаний давление будет быстро восстанавливаться.