Неоднородность строения терригенных коллекторов и типы структуры их пустотного пространства (на примере верхней части тюменской свиты Урненского нефтяного месторождения Западной Сибири)

Глава 2. Обзор современных представлений о строении, свойствах и методах изучения терригенных пород-коллекторов.

В настоящее время весьма актуальной является задача разработки и совершенствования методик поиска и разведки залежей нефти и газа в неоднородных коллекторах. Обычно - это пласты смешанного состава, с частой сменой литологических типов пород по вертикали и многочисленными фациальными замещениями, характеризующиеся существенными вторичными преобразованиями и сложным строением пустотного пространства [Ревва, 2006].

При петрофизических исследованиях таких отложений возникает ряд методических трудностей, связанных, прежде всего с необходимостью изучения детального минерального состава и строения породы. Традиционная геофизическая задача - выделение петротипов - переходит в задачу определения минерально-компонентного состава породы [Корост, 2009]. Такой подход существенно повышает роль литолого-петрофизического обеспечения изучения керна [Ревва , 2006, Калмыков, 2001].

Параметром, позволяющим выделить коллектор как на качественном, так и на количественном уровне, является коэффициент эффективной пористости (Кп_эфф) [Латышова, 2007; Гудок, 2007; Эланский, 2000; Ханин, 1963; Кожевников, 1999].

Количество связанной воды в пустотном пространстве терригенного коллектора определяется рядом структурных и вещественных характеристик горной породы, обуславливающих форму связи воды и поверхности минералов. Впервые различные формы связи воды были классифицированы П.А. Ребиндером [Ребиндер, 1979; Ребиндер, 1956]. В настоящее время наиболее уточненным определением формы воды в горной породе является классификация Р.И. Злочевской [Злочевская, 1988; Королев, 1996].

При изучении характеристик, определяющих наличие связанной воды, недостаточно просто оценить минеральный состав породы, поскольку различное стереологическое взаимоположение минеральных компонент будет приводить к изменению формы нахождения физически связанной воды на поверхности твердой фазы [Эланский, 2000]. Ввиду сложного как по составу, так и по структуре строения горной породы одним из ключевых вопросов в выделении различных типов связанной воды будет являться установление структурного и вещественного состава породы [Логвиненко, 1986].

Большинство как прямых (например, экстракционно-дистилляционная отгонка воды и нефти на аппарате Закса или Дина-Старка [Орлов, 1979]), так и косвенных (измерение капиллярных давлений [Богомолова, 1975; Гудок, 1970; Семенович, 1978], центрифугирование [Коцеруба, 1970; Орлов, 1975; Hoffman, 1963]) методов определения остаточной воды описывают ее количественное содержание. При этом установление структурно-вещественных параметров, обусловливающих наличие неизвлекаемой воды (рассеянный глинистый материал, субкапилляры, углы пор, тупиковые поры), практически не решается. Другими словами, измеряется интегральная характеристика породы без установления параметров, определяющих описываемое свойство породы.

Существующие методики изучения структуры пустотного пространства горных пород позволяют оценить вклад пор или поровых каналов определенного размера в общий объем пустот [Brown, 1951; Calhoun, 1949; Morrow, 1970, 1979; Purcell, 1949; Дерягин, 1989]. Анализ получаемых данных позволяет соотнести объем воды, приуроченный к пустотам определенного типа: к межзерновым порам, капиллярным каналам, внутренней пористости глинистому цементу. Однако такой подход, основанный на предполагаемом идеальном строении пустотного пространства, не позволяет оценить морфологические и вещественные особенности строения породы.

В связи с этим, возникает необходимость применения альтернативного метода изучения остаточной воды в пустотном пространстве пород, позволяющем оценить как количество воды, так и выявить параметры строения породы, ее определяющие.

На сегодняшний день наиболее представительным методом, с помощью которого можно охарактеризовать состав горной породы и строение пустотного пространства, является компьютерная микротомография. Многочисленные работы [Dvorkin, 2008; Bakke, 1997; Biswal, 1999; Lebedev, 2009] по цифровому моделированию коллекторов посвящены, в первую очередь, разработке численных методов, позволяющих расчетным способом получать фильтрационно-емкостные и упругие свойства горных пород. Учитывая возможность определения состава и структуры породы, открывается возможность оценки распределения остаточной воды в пустотном пространстве [Oren, 2002; Turner, 2004].