ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению контрольной работы для студентов БНГС
очного и заочного обучения
Пермь 2015
Контрольная работа по дисциплине «Геофизические методы исследования скважин (ГИС)» в соответствии с учебным планом выполняется с целью закрепления теоретических знаний и приобретения опыта использования этих знаний при решении практических задач комплексной интерпретации данных геофизических исследований скважин.
В настоящих методических указаниях по выполнению контрольной работы излагаются сведения о литологическом расчленении разреза отдельно взятой скважины и об определении параметров продуктивных пластов-коллекторов наиболее востребованных при подсчёте запасов нефти и газа и геологическом моделировании залежей углеводородного сырья.
Студенты, при выполнении контрольной работы, должны самостоятельно провести комплексную (качественную и количественную) обработку каротажных диаграмм, отразить основные этапы интерпретации по конкретному объекту исследований:
1. Литологическое расчленение разреза по данным ГИС, определение мощности и границ выделяемых пластов горных пород и составление литолого-стратиграфической колонки.
2. Определение критериев разделения горных пород на коллекторы и неколлекторы, а пластов-коллекторов – на нефтеносные и водоносные.
3. Выделение пластов-коллекторов и определение характера их насыщения.
4. Определение коэффициентов пористости Кп терригенных и карбонатных пластов-коллекторов по каротажным диаграммам.
5. Определение кажущегося удельного электрического сопротивления (КС).
6. Определение коэффициента нефтенасыщенности Кн.
Литологическое расчленение разрезов скважин, выделение
коллекторов и определение характера их насыщения
Для изучения литологического состава пород используется большинство существующих методов ГИС в различных сочетаниях. Оптимальный комплекс ГИС выбирается в зависимости от конкретных геологических условий разреза. Это связано с тем, что каждый из методов ГИС обладает разной эффективностью при «узнавании» той или иной литологической разновидности пород. Классификация осадочных горных пород основывается на различии их физических и химических свойств. Исследования разрезов скважин по материалам ГИС также базируются на различии физических свойств пород, которые, однако, нельзя отождествлять с физическими параметрами пород (удельным электрическим сопротивлением, естественной радиоактивностью и пр.). При геологической интерпретации особое значение имеют не абсолютные величины тех или иных параметров, а их соотношения. Методика литологического расчленения наиболее типичных разрезов – терригенного и карбонатного – имеет некоторые различия.
Терригенный разрез. Литологическое расчленение разреза по данным ГИС проводят в два этапа: сначала разделяют породы на коллекторы и неколлекторы, а затем среди коллекторов и неколлекторов выделяют отдельные литологические разности. В терригенном разрезе неколлекторы делятся на глинистые и на все прочие вмещающие породы. По данным ГИС безошибочно можно определить только группу глинистых пород (собственно глины, аргиллиты, глинистые сланцы). Все эти породы характеризуются увеличением диаметра скважины (КВ) по сравнению с номинальным, низким кажущимся удельным электрическим сопротивлением (КС), наиболее высокими показаниями ПС и ГК, низкими показаниями НГК и микрозондов (МПЗ и МГЗ).
Песчано-алевролитовые коллекторы выделяются наиболее надежно по совокупности диаграммы ПС, кривой ГК и кавернограммы. Против чистых коллекторов наблюдается следующее: наибольшее отклонение кривой ПС от линии глин; минимальная активность по кривой ГК и образование глинистой корки и сужение диаметра скважины на кавернограмме. Следует отметить, что признаками коллектора является также положительное превышение показаний МПЗ над МГЗ (рис. 1).
Рис. 1. Литологическое расчленение терригенного разреза и выделение
коллекторов по данным ГИС: 1 – песчаник, 2 – алевролит, 3 – аргиллит,
4 – нефтенасыщенный коллектор, 5 – водонасыщенный коллектор. Заштрихованные участки: на кавернограмме – признаки коллектора (уменьшение диаметра скважины) и глинистых
пород (увеличение диаметра скважины); на кривой микрокаротажа – признаки коллектора (положительное превышение показаний МПЗ над МГЗ)
Карбонатный разрез. При расчленении карбонатного разреза по данным ГИС сначала выделяют межзерновые коллекторы, а в остальной части разреза проводят литологическое расчленение с выделением сложных коллекторов. Глины хорошо выделяются по диаграммам ГИС, как и в терригенном разрезе. Мергели отмечаются повышенными значениями КС, более высокими, чем глины, но меньшими, чем известняки и доломиты. На диаграммах НГК мергелям отвечают промежуточные показания, а на кавернограмме – обычно показания номинального диаметра скважины.
Максимальные значения сопротивления свойственны плотным карбонатным породам; более низкие значения сопротивления – пористым и проницаемым разностям. Естественная радиоактивность в чистых известняках и доломитах минимальна и возрастает с повышением глинистости этих пород. Показания НГК против плотных пород максимальные, против высокопористых и кавернозных пород существенно понижены. Глинистые карбонатные породы также отмечаются низкими значениями НГК. Отличить их от пористых пород удается путем сопоставления диаграмм НГК с диаграммами ГК и ПС, на которых глинистые породы четко отображаются. В плотных карбонатах диаметр скважины соответствует номинальному, в глинистых разностях и в кавернозных породах отмечается его увеличение, против пористых пород наблюдается образование глинистой корки (рис. 2).
Рис.2. Характеристика различных горных пород по конфигурации кривых ГИС.
1 – соль; 2 – ангидрит; 3 – известняк или доломит плотный; 4 – известняк или доломит глинистые; 5 – глинистая порода; 6 – песчаник; 7 – нефтенасыщенный коллектор
В зависимости от структуры порового пространства и условий фильтрации карбонатные коллекторы можно условно разделить на два типа: гранулярные (с межзерновой пористостью) и трещинные (трещинные, кавернозные и смешанного типа). Гранулярные карбонатные коллекторы имеют такую же геофизическую характеристику, как и песчаные. Выделение коллекторов в этом случае заключается в расчленении разреза на глинистые и неглинистые породы и в выявлении среди последних высокопористых разностей.
Оценка характера насыщения коллекторовсводится к разделению кол-лекторов на нефтеносные и водоносные. В наиболее простом случае водоносные коллекторы имеют низкое удельное сопротивление, а нефтегазоносные – высокое. Надежное определение rп по диаграммам КС с помощью палеток БКЗ возможно лишь для достаточно мощных и однородных объектов. В упрощенном варианте удельное сопротивление определяется по стандартному электрозонду. В нашем случае границу нефть–вода в терригенных коллекторах условно принимают равной 10 Ом·м. Оценить характер насыщения карбонатных коллекторов по данным электрометодов затруднительно. Приблизительно определить характер насыщения можно по показаниям больших градиент-зондов.
Результаты литолого-стратиграфического расчленения обычно изображаются в виде литолого-стратиграфической колонки. Результаты выделения коллекторов по конкретной скважине в качестве примера приводятся в табл. 1.
Таблица 1