Литология и коллекторские свойства отложений баженовского горизонта на западе Широтного Приобья

Глава 3. Коллекторы нефти баженовского горизонта на западе Широтного Приобья.

Основными задачами настоящего исследования являются распознавание среди выделенных литологических типов пород-коллекторов и неколлекторов; выявление типов коллекторов и установление зависимости ФЕС от текстурно-структурных особенностей пород, сложившихся в процессе осадконакопления и постседиментационных преобразований исходных пород.

Зачастую модель линзовидного строения глинистого коллектора баженовского горизонта распространялась, по аналогии с наиболее изученным Салымским месторождением, на всю перспективную часть горизонта, что предполагало высокую вероятность бурения "сухих" скважин. В связи с этим, несмотря на доказанную нефтеносность отложений баженовского горизонта на десятках площадей ЗС НГБ, его промышленная разработка ведется на единичных месторождениях. Главная нефтематеринская толща ЗС НГБ является, таким образом, "собакой на сене": обладает гигантскими геологическими запасами нефти, но эффективно извлекать их пока не представляется возможным. Для изменения ситуации необходимы новые идеи и подходы к изучению данных отложений, например, использование термических методов повышения нефтеотдачи.

Петрофизические исследования пород баженовского горизонта на западе Широтного Приобья (табл.1) выявили крайне низкие значения пористости и проницаемости изученных образцов: проницаемость глинисто-кремневых отложений составляет менее 0,01 мД, пористость - 6-8 %, для пород коллекторов эти показатели редко превышают значения 1-5 мД и 4-15 % соответственно. При этом, измерения ФЕС проведены на образцах, сохранивших целостность при подъеме керна на дневную поверхность. При этом в керне скважин, из которых получены максимальные притоки нефти, часто присутствуют отсутствующие или разрушенные интервалы разреза, представленные щебенкой. Это говорит о том, что в условиях естественного залегания породы подобных интервалов обладали повышенной трещиноватостью. Замерить ФЕС таких пород без герметизированного отбора керна невозможно. Таким образом, ФЕС лучших коллекторов баженовского горизонта неизвестны. На основании этого можно утверждать, что полученные значения ФЕС образцов занижают реальный фильтрационный потенциал изучаемых отложений.

Гидрофобность пород баженовского горизонта исключает возможность использования прямых качественных признаков наличия коллектора по данным геофизических исследований скважин (ГИС), в связи с чем, общепринятая методика выделения коллекторов по данным ГИС отсутствует.

На основании результатов исследований структурно-текстурных особенностей пород и их пустотного пространства, подкрепленных данными промыслово-геофизических исследований (ПГИ), выявившими приточные интервалы разрезов скважин, породы баженовского горизонта на западе Широтного Приобья автором разделены на коллекторы и неколлекторы. К коллекторам баженовского горизонта на западе Широтного Приобья относятся радиоляриты (К3), апорадиоляритовые кремнистые доломиты (Д1, Д2), апорадиоляритовые известняки (И1, И2) и известняки трещинно-кавернозные (И4). Остальные литотипы относятся к неколлекторам.

Автором установлено, что первично-тонкослоистые породы, содержащие глинистую примесь, относятся к неколлекторам (это ЛТ К1, К2, К4), а к коллекторам - породы с разнообразными текстурами, в которых глинистая примесь практически отсутствует. Эти признаки можно использовать при дальнейших исследованиях керна в прозрачных шлифах, как диагностический признак коллектора/ неколлектора.

В настоящей работе доказано, что коллекторы в баженовском горизонте на западе Широтного Приобья формировались преимущественно по вторично преобразованным радиоляритам, сложенным известняками и доломитами (рис.1), распространенными на четырех стратиграфических уровнях разреза.

В радиоляритах формировались коллекторы трещинно-порового типа с различными ФЕС (табл.1, рис.3). Наиболее высокоемкими коллекторами являются кремнистые доломиты, приуроченные к кровле второго циклита толщи. Остальные прослои радиоляритов представлены вторичными известняками с невысокими ФЕС.

Поскольку изученные скважины располагаются на значительном расстоянии друг от друга (до 30 км), одной из задач исследований являлось проследить изменение свойств коллекторов в межскважинном пространстве. Традиционно для решения этой задачи привлекается интерпретация данных сейсморазведки. Однако баженовский горизонт является нестандартным объектом, обладающим небольшой толщиной, при этом, как доказано в данной работе, качество коллекторов зависит от их вторичных преобразований. Для подобных отложений нет ни общепринятых методик проведения прогноза свойств толщи в межскважинном пространстве, показавших свою эффективность, ни статистики применения различных методик прогноза. Поэтому, в первую очередь, стояла задача выявления теоретической возможности картирования изменений геологических свойств разреза в межскважинном пространстве баженовского горизонта при помощи современных сейсмических методов. Впервые для отложений баженовского горизонта на западе Широтного Приобья данная задача решалась с учетом результатов всестороннего изучения керна, позволившего установить реальные отличия свойств коллекторов и неколлекторов.

Теоретическим залогом успеха прогнозирования является контрастность акустических свойств, вторично карбонатизированных, хрупких и трещиноватых коллекторов, с вмещающими их породами, отличающимися повышенной глинистостью и содержанием ОВ, т.е. обладающих меньшей плотностью и меньшими скоростями прохождения через них упругих волн. Другими словами, дифференциация разреза проводится по акустическим свойствам пород.

Для обоснования возможности применения сейсмических методов в целях прогноза зон распространения коллекторов в баженовском горизонте на западе Широтного Приобья в два этапа проведено двухмерное сейсмическое моделирование.

Первый этап моделирования призван показать, что изменчивость сейсмического волнового поля в интервале залегания баженовского горизонта в значительной мере определяется именно наличием в нем коллекторских слоев. При этом для исключения возможности влияния на формирование волнового поля подстилающих и перекрывающих целевой интервал толщ, а также иных параметров самого стратона, моделирование проводилось на основе теоретических (синтетических) акустических кривых, в которых нивелировано влияние всех факторов, за исключением количества продуктивных слоев. На основе синтетических акустических кривых создан модельный временной разрез, на котором видно, что изменчивость строения разреза приводит к изменениям волновой картины.

Для выявления возможности сейсмической псевдоакустической инверсии (решение обратной динамической задачи - ОДЗ) "почувствовать" эту изменчивость автором проведено преобразование модельного сейсмического разреза. Анализ полученного разреза акустической жесткости, показал, что на нем четко видны отличия заданных геологических типов разреза, несмотря на невозможность детализации каждого плотного пропластка в отдельности. На примере расчетной кривой средних значений акустической жесткости в интервале залегания нижней пачки баженовского горизонта, построенной по рассматриваемому разрезу, видна возможность реализации численного анализа полученных разрезов, а значит, и картирования геологических типов разреза по площади.

Второй этап моделирования также направлен на доказательство возможности применения сейсмических методов при прогнозировании типов разреза в межскважинном пространстве. Однако он основывается уже на использовании наблюденных акустических данных скважин. Результат моделирования доказывает, что изменчивость ФЕС коллекторов баженовского горизонта в межскважинном пространстве отображается в изменении волнового сейсмического поля.

В рамках данной диссертационной работы проведено инверсионное преобразование стандартных временных разрезов, которое позволило создать параметрические разрезы, характеризующие акустические свойства пород в заданном интервале геологического разреза - баженовском горизонте. На основе этих параметрических разрезов закартировано распространение коллекторов в межскважинном пространстве. Результатом прогноза являются карты псевдоакустических жесткостей.

На основе результатов сейсмического прогноза, контролирующего латеральное распространение коллекторов, проведено трёхмерное геологическое моделирование строения отложений баженовского горизонта в пределах участка сейсморазведки 3D Средне-Назымского месторождения. Результаты литологических исследований легли в основу создания единого геолого-статистического разреза. В модели использовано четыре литологических типа пород. Неколлектор представлен собирательным "образом" непроницаемых глинисто-кремнистых сильно битуминозных пород (ЛТ К1, К2, К4) -, формирующих слои, толщиной 3-7 м. Среди коллекторов выделено три основных литологических типа. Первый - вторичный кремнистый доломит - наиболее высокоемкий и высокопродуктивный в разрезе трещинно-поровый коллектор (ЛТ Д1, Д2), толщиной 2,5-3 м, расположенный в кровле низкорадиоактивной пачки баженовского горизонта. Второй - апорадиоляритовые известняки, толщиной до 1м, развитые на трех стратиграфических уровнях, с трещинно-поровым типом коллектора, но с более низкими ФЕС. И третий литотип коллектора - трещинно-кавернозный известняк (ЛТ И4), расположенный в подошве горизонта, в котором высокие ФЕС встречаются редко на территории исследований.

Трехмерное моделирование произведено стохастическим методом в программном комплексе IRP RMS Roxar. На основе трехмерной геологической модели строения разреза баженовского горизонта в межскважинном пространстве, проведена оценка геологических запасов нефти в объекте исследований в пределах участка сейсморазведки 3D Средне-Назымского месторождения.

Созданная модель геологического строения отложений баженовского горизонта, по мнению автора, отражает реальное строение объекта исследований, что подтверждается результатами гидродинамического прослушивания.

Детальная трехмерная модель геологического строения природного резервуара баженовского горизонта (рис.4) является надежной основой для принятия решения о размещении эксплуатационных и разведочных скважин, а также при выборе оптимальных участков для проведения экспериментальных работ по подбору инновационных технологий поддержания пластового давления. Например, для термического воздействия на отложения баженовского горизонта, которое ведется компанией ОАО "РИТЭК" на Средне-Назымском участке.

Выводы по главе 3

В отложениях баженовского горизонта на западе Широтного Приобья доминируют коллекторы, сложенные вторично преобразованными радиоляритами. Планктоногенный генезис этих прослоев определяет морфологию прослоев, в которых формируются коллекторы: небольшую толщину (0,5-3 м), выдержанность и широкое площадное распространение (десятки-первые сотни кв.км).

На четырех стратиграфических уровнях разреза баженовского горизонта на западе Широтного Приобья в радиоляритах формировались коллекторы трещинно-порового типа, но с различными ФЕС.

Наиболее высокоемкими коллекторами являются кремнистые доломиты, приуроченные к кровле второго циклита толщи. Остальные прослои радиоляритов представлены вторичными известняками с невысокими ФЕС.

Выявление реальных отличий в свойствах коллекторов и неколлекторов позволило установить, что интерпретация изменчивости волнового сейсмического поля эффективна для изучения изменений ФЕС коллекторов в межскважинном пространстве баженовского горизонта на западе Широтного Приобья, благодаря резкому контрасту акустических свойств коллекторов и вмещающих их глинисто-кремневых пород.

Детальное трехмерное геологическое моделирование строения баженовского горизонта, позволило выявить участки, оптимальные для проведения промысловых экспериментов над природными резервуарами объекта исследования, с целью повышения коэффициента извлечения нефти.