§ 34. Коллекторы нефти и газа и принципы их выделения по данным гис

Большинство промышленных залежей нефти и газа приурочено к породам-коллекторам, способным вмещать флюиды и отдавать их при создании перепадов давлений. Одним из наиболее важных свойств коллекторов является пористость, характеризующая способность пород вмещать флюиды благодаря наличию в них различных пустот (межзерновых пор, трещин, каверн и др.), не заполненных твердым веществом. Пористость отражает емкостные свойства породы и характеризуется коэффициентом k_п — отношением объема свободного пространства (пор) V_пор породы к ее объему V_п:

Пористость выражается в процентах. В различных коллекторах она изменяется от долей до 30—35 %.

Другим основным свойством коллектора является проницаемость, характеризующая способность породы пропускать через систему сообщающихся между собой пор различные флюиды при наличии перепада давлений. Увеличение проницаемости пород часто связано с ростом их пористости. Тем не менее даже очень низкопористые породы, например плотные карбонаты, вследствие трещиноватости и кавернозности могут быть высокопроницаемыми, а тонкозернистые, высокопористые породы типа писчего мела - малопроницаемыми.

На проницаемость породы существенно влияет эффективное напряжение породы, при его снятии (в атмосферных условиях) проницаемость может увеличиться от 25 до 100%. Это особенно заметно для малопроницаемых пород. Таким образом, коллекторами являются породы, обладающие емкостью (пористостью) для воды, нефти и газа и проницаемостью, обеспечивающей извлечение флюида в процессе разработки. Для характеристики насыщенности породы обычно используются коэффициенты нефтегазонасыщенности k_нг или водонасыщенности k_в (см. § 3).

Нефтегазонасыщенность — это важный параметр коллектора, определяющий его промышленную ценность. Для подсчета запасов нефти и газа и проектирования разработки месторождения кроме пористости, проницаемости и нефтегазонасыщенности необходимо оценивать эффективную нефтегазонасыщенную мощность h_эф пород, представляющую собой сум-

марную мощность проницаемых нефтегазонасыщенных прослоев продуктивного горизонта. Кроме того, определяют мощность коллектора h_кол, т. е. суммарную мощность проницаемых прослоев. Существенное значение имеет определение литологического состава пород, особенно их глинистости. С ростом глинистости, как правило, наблюдаются ухудшение коллекторских свойств пород и снижение их нефтегазонасыщенности.

При выделении пластов-коллекторов руководствуются следующими прямыми качественными признаками: наличием проникновения фильтрата ПЖ в пласт; характерными показаниями на различных кривых ГИС, присущими пластам-коллекторам.

Проникновение фильтрата промывочной жидкости в пласт может быть установлено по следующим показателям:

1. изменение во времени показаний каротажных диаграмм вследствие различия глубины проникновения фильтрата ПЖ в пласт-коллектор (рис. 119);

2. наличие повышающего или понижающего проникновения фильтрата ПЖ в пласт, что ведет к изменению удельного сопротивления пласта в радиальном направлении, устанавливаемого по данным кривых сопротивления, полученных зондами с различной глубиной исследования (БКЗ; БМК, БК; БК, ИК) (см. рис. 32). При заполнении скважины высокоминерализованной ПЖ наиболее эффективно применение для этой цели зондов БМК и БК;

3. наличие глинистой корки против проницаемого пласта, обнаруживаемой каверномером (см. рис. 45);

4. положительное расхождение кривых кажущегося удельного сопротивления, замеренных микрозондами (см. рис. 45).

Проникновение фильтрата ПЖ может не зафиксироваться в нижней части высокопористых песчаников, обладающих большой проницаемостью по вертикали. При этом слабоминерализованный более легкий фильтрат ПЖ вытесняется в верхнюю часть пласта более плотной высокоминерализованной пластовой водой. Когда при бурении используют высококачественные ПЖ, приготовленные на коллоидальных глинах, которые обладают низкой водоотдачей, толщина глинистой корки может быть недостаточно большой, чтобы отразиться на кавернограмме. Отсутствие проникновения фильтрата ПЖ в пласт отмечается также в нефтегазоносных пластах при высоких пластовых давлениях, близких к гидростатическому давлению столба ПЖ, и в случаях, когда сопротивления фильтрата ПЖ РФ и пластовой воды рв близки между собой (ρ_ф≈ρ_в).

При сводной интерпретации выделение коллекторов в разрезе производится по комплексу геофизических и геологических исследований разрезов скважин, включая отбор керна сверлящими керноотборниками СКМ-8-10 и боковым грунтоносом, опробования пластов приборами на каротажном кабеле (ОПК) и др.

Достоверность выделения коллекторов зависит от степени изученности геологического разреза, уровня теоретической разработки методики и геолого-геофизических условий района. На площадях с известным разрезом при выделении коллекторов сопоставляют каротажные диаграммы с типовым геолого-геофизическим разрезом и диаграммами соседних, ранее пробуренных скважин, в которых местоположение коллекторов известно. Одновременно с выделением коллекторов уточняют литологию по геолого-геофизическим данным. Для выделения в разрезе по каротажным диаграммам плотных и проницаемых пород необходимо иметь ясное представление о литологии изучаемого разреза в целом. Интерпретация каротажных диаграмм для терригенного, карбонатного или эффузивного разреза имеет свои особенности.