Петрофизическое обоснование оценки фильтрационно-емкостных свойств нижнепермских отложений вала Сорокина

Глава IV.

В главе IV рассмотрены вопросы совершенствования методики выделения коллекторов, определения фильтрационно-емкостных параметров по ГИС и обоснование построения корреляционных зависимостей по керну с учетом имеющихся особенностей разреза (с учетом смачиваемости, содержания нерастворимого остатка и т.д.).

Автором была проведена работа по петрофизическому обоснованию оценки ФЕС нижнепермских отложений вала Сорокина на основе исследования шлама и кернового материала по старым и новым скважинам. Было установлено, что трещинная проницаемость имеет место в любой из пачек. Причем трещиноватость имеет разную направленность.

Применение стандартных методов исследования керна

На примере связей Рп-Кп и Рн-Кв автором было показано, что применение стандартных методов исследования керна приводит к ошибочным оценкам в расчете Кв по ГИС. Так, например, опробование связи между относительным увеличением удельного электрического сопротивления (Р_п) и пористостью (К_п.пл), полученной в конце 90-х годов при пластовых условиях на экстрагированных образцах, показало, что при сопоставлении водонасыщенности по керну и ГИС, водонасыщенность по ГИС существенно ниже по сравнению с данными керна. Ошибочная оценка могла быть обусловлена тем обстоятельством, что при экстракции образцов стандартным способом была изменена их первоначальная смачиваемость.

Для получения надежной связи Р_п - К_п.пл для карбонатных отложений нижней перми вала Сорокина в дальнейшем необходимо отработать технологию экстракции образцов керна с сохранением естественной смачиваемости.

Связь между коэффициентом увеличения сопротивления (Р_н) и водонасыщенностью (К_в) изучалась на экстрагированных и неэкстрагированных образцах при текущих и остаточных водонасыщенностях. Было показано, что при сравнении водонасыщенности по ГИС и по керну, приемлемой зависимостью для определения К_в по ГИС является связь, установленная на неэкстрагированном керне. Таким образом, связь между Р_п и К_п.пл следует изучать на неэкстрагированном керне. В то же время, указанные связи, установленные на экстрагированном стандартным способом керне, в нижнепермских отложениях вала Сорокина использовать нельзя, так как по ним Кв сильно занижается по отношению к керну в зонах предельных насыщений.

Возможность учета литологии по комплексу ГИС

Результаты рентгено-спектрометрического анализа и данные ЯМК показали, что содержание глинистых минералов в нижнепермских отложениях вала Сорокина практически не превышает 5 %, поэтому при количественных определениях глинистости методы ГК и ПС использовать некорректно, так как на ГК влияет наличие содержания урана (особенно это отчетливо проявляется в III пачке). При качественной оценке отложений нижней перми ПС в какой-то степени может отражать относительную глинистость.

В практике российского каротажа оценка литологии в карбонатах в основном базируется на количественной оценке содержания кальцита-доломита по комплексу акустического (АК), нейтронного (ННК или НГК) и плотностного (ГГК-П) каротажей. Так как в нижнепермском коллекторе вала Сорокина одновременно может присутствовать кальцит - доломит - силикаты, возможность использования описанной выше технологии существенно ограничивается в связи с тем, что способа учета изменения минералогической плотности по имеющемуся комплексу ГИС нет, использование плотностного метода для учета литологии существенно ограничивается. Присутствие в составе силикатов опала и халцедона, в химической формуле которых имеет место связанная вода, существенно влияет на нейтронные характеристики силикатов, завышая расчеты пористости и искажая остальные подсчетные параметры. Поэтому традиционный комплекс методов АК - ННК - ГГК-П не позволяет корректно решать задачу оценки литологии в разрезе нижнепермских отложений нефтяных месторождений вала Сорокина. На примере интерпретации данных расширенного комплекса ГИС на месторождениях ТПП автором было показано, что применение литоплотностного каротажа в комплексе с ННК и АК позволило получить оценку литологии разреза, которая хорошо согласовалась с данными керна.

Выделение коллекторов

Наиболее сложной задачей явилось выделение эффективных толщин коллекторов по ГИС. В рассматриваемом типе разреза прямые качественные признаки проникновения фильтрата часто не проявляются, а количественные критерии (в частности, по величине граничной пористости) не применимы к данному типу разреза. К коллекторам данного типа разреза можно отнести только те пласты, в которых эффективная и динамическая пористости существенно выше нуля. Если все поровое пространство пласта заполнено неподвижной нефтью (битумом, асфальтом или другими нетекучими УВ), то такой пласт нельзя отнести к коллекторам. Таким образом, для выделения коллекторов с использованием динамической пористости очень важны знания о битумизации разреза и надежные количественные оценки остаточной водонасыщенности. Так как при ЯМК доля пор, занятая битумом, не оценивается, то, используя этот эффект, можно оценивать наличие битума по разности пористости, оцениваемой по традиционному комплексу ГИС и ЯМК.

Выделение поровых коллекторов по величине граничной пористости имеет существенную неопределенность. Более корректные критерии, например по величине проницаемости, можно применять только в скважинах с надежным комплексом ГИС, где по всему разрезу уверенно оценивается содержание нерастворимого остатка и остаточная водонасыщенность.

Для такого типа коллектора, когда емкость складывается из генетически разных типов пористости, необходимо раздельно проводить оценку водонасыщенной матрицы и общую емкость коллектора по всему разрезу, тогда их разность будет характеризовать нефтенасыщенную емкость коллектора.

По результатам каротажа продуктивности во многих скважинах выделяются притоки из плотных пластов, которые по граничному значению пористости относятся к неколлекторам. Такие пласты обеспечивают притоки нефти за счет наличия трещин или пор выщелачивания. По традиционному комплексу ГИС такие пласты - коллекторы не выделяются. Наиболее надежный путь их выделения - это проведение каротажа продуктивности в открытом стволе работающей скважины. Второй вариант выделения трещинных коллекторов - это использование высококачественных волновых записей широкополосной акустики в комплексе с крос-дипольными зондами на поперечных волнах.

Определение пористости

В первой и во второй пачках появление нерастворимого остатка может привести к существенным ошибкам при оценке пористости различными методами ГИС. В то же время, детальные петрофизические исследования керна показали, что изменение литологии практически не влияет на зависимость интервального времени от пористости. Таким образом, акустический каротаж является базовой основой при оценке пористости нижнепермских коллекторов вала Сорокина по традиционному комплексу ГИС.

В целом К_п.ЯМК согласуется с К_п.ГИС по традиционному комплексу. В той части разреза, где битум отсутствует, метод ЯМК может служить в качестве основы определения пористости. Если в порах присутствует битум, то К_п.ГИС меньше, чем пористость по традиционному комплексу методов. Это связано с тем, что при обработке ЯМК доля пор, занятая битумом, не оценивается.

Эффективная пористость по ЯМК оценивалась с учетом переменной отсечки по времени поперечной релаксации Т₂, зависимой от содержания нерастворимого остатка. Практически по всему разрезу, за исключением уплотненных прослоев, отмечается наличие эффективной пористости.

Остаточная водонасыщенность по данным независимых методов

Работы по оценке остаточной водонасыщенности нижнепермских отложений вала Сорокина были проведены независимыми методами - прямым методом и косвенными (на полупроницаемой мембране, ЯМР и ультрацентрифуге). Данные результаты не противоречат друг другу и неплохо согласуются между собой. Если данные К_ов, установленные по различным методам представить в единых координатах К_ов - К_п, то распределение данных К_ов по ЯМР, капилляриметрии, ультрацентрифуге и прямому методу находятся в одной и той же области и имеют широкий диапазон изменения при фиксированных значениях пористости (рис. 2). Таким образом, использование традиционной одномерной зависимости К_ов = f(К_п) может привести к ошибочному заключению о продуктивности коллекторов.

Используя данные К_ов по капилляриметрии, между пористостью (К_п), нерастворимым остатком (С_но) и остаточной водонасыщенностью (К_ов) автором была выявлена трехмерная связь К_ов = f(С_но, К_п) (рис. 3), которая, в целом, отражает тенденцию увеличения остаточной воды с ростом нерастворимого остатка при фиксированной пористости.

Приведенные сопоставления указывают на то, что остаточная водонасыщенность коллекторов в нижнепермских отложениях при постоянной пористости может изменяться в широких пределах - от 10 до 80%, в зависимости от величины нерастворимого остатка.

Оценка остаточной водонасыщенности по комплексу ГИС, данных керна и шлама

Раньше при оценке К_ов в зонах предельной нефтенасыщенности остаточная водонасыщенность принималась водонасыщенности, установленной по данным глубинных электрических методов. В целом в зонах предельной нефтенасыщенности, где правомочно сопоставление К_вГИС и К_овкерн, данные керна подтверждают результаты оценки остаточной водонасыщенности по ГИС по зависимости К_ов = f(С_но, К_п). В зонах непредельной нефтенасыщенности остаточная водонасыщенность также может определяться по выше рассмотренному уравнению, в зависимости от величины пористости и заданного содержания нерастворимого остатка для каждой пачки.

Наиболее остро проблема оценки параметра К_овГИС стоит в горизонтальных скважинах, когда информативность методов ГИС по разным причинам бывает достаточно низкой и нет опорной информации по керну. В таких случаях анализ шлама зачастую является информацией, которая делает решение задачи более достоверной.

Комплексное исследование материалов ГИС и данных по шламу помогло автору справиться с рядом проблем, касающихся оценки фильтрационно-емкостных параметров в нижнепермских коллекторах вала Сорокина. При использовании пористости и нерастворимого остатка по шламу удалось оценить значения К_ов в горизонтальных стволах.

Оценка нерастворимого остатка

Принимая водонасыщенность по ГИС (К_вГИС) в зоне предельной нефтенасыщенности за остаточную водонасыщенность (Ков.ГИС) и используя рассчитанную пористость (К_п) по керну, шламу или по комплексу ГИС, по зависимости К_ов = f(С_но, К_п) можно найти величину нерастворимого остатка, которая неплохо согласуется с данными по керну.

По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. Определенные независимыми методами значения К_ов отражают реальные величины остаточной водонасыщенности нижнепермских коллекторов вала Сорокина.

2. В горизонтальных скважинах по шламу, с учетом пористости, можно оценить остаточную водонасыщенность.

3. Зная К_п и К_ов (К_{вгис в зоне пред.насыщ.}), по предложенной автором связи можно рассчитать литологический параметр С_но.

4. Повышение надежности и однозначности интерпретации геолого-геофизических данных возможно при совместном использовании результатов комплекса ГИС, ПГИ, ГТИ, петрофизических данных по керну и геолого-геохимической информации по шламу.