Определение макронеоднородности продуктивного горизонта.

Цель данной работы - знакомство с понятием геологической неоднородности на примере макронеоднородности, (построение карт и профилей макронеоднородности) которая учитывается при выделении эксплуатационных объектов и выборе системы разработки. Развитие методов изучения геологической неоднородности и учета ее при подсчете запасов и разработке залежей - важнейшая задача промысловой геологии.

Под геологической неоднородностью понимают изменчивость природных характеристик нефтегазонасыщенных пород в пределах залежи. Геологическая неоднородность оказывает огромное влияние на выбор систем разработки и на эффективность извлечения нефти из недр, на степень вовлечения объема залежи в процессе дренирования.

Различают два основных вида геологической неоднородности: макронеоднородность и микронеоднородность.

Макронеоднородность отражает морфологию залегания пород-коллекторов в объеме залежи, т.е. характеризует распределение в ней коллекторов и неколлекторов.

Для изучения макронеоднородности используются материалы ГИС по всем пробуренным скважинам. Надежную оценку макронеоднородности можно получить только при наличии квалифицированно выполненной детальной корреляции продуктивной части разрезов скважин.

Макронеоднородность изучают по вертикали (по толщине горизонта) и по простиранию пластов (по площади).

По толщине макронеоднородность проявляется в расчлененности продуктивного горизонта на отдельные пласты и прослои.

По простиранию макронеоднородность проявляется в изменчивости толщин пород-коллекторов вплоть до нуля, т.е. наличии зон отсутствия коллекторов (литологического замещения или выклинивания). При этом важное значение имеет характер зон распространения коллекторов.

Макронеоднородность отображается графическими построениями и количественными показателями.

Графически макронеоднородность по вертикали (по толщине объекта) отображается с помощью геологических профилей (Рис. 32) и схем детальной корреляции. По площади она отображается с помощью карт распространения коллекторов каждого пласта (рис.33), на которых показываются границы площадей распространения коллектора и неколлектора, а также участки слияния соседних пластов.

Рис.33 Фрагмент карты распространения пород-коллекторов одного из пластов горизонта: 1 - ряды скважин (Н - нагнетательных; Д - добывающих), 2 - границы распространения пород-коллекторов, 3 - границы зон слияния, участки 4 - распространения пород-коллекторов, 5 - отсутствия пород-коллекторов, 6 - слияния пласта с вышележащим пластом, 7 - слияния пласта с нижележащим пластом.

Существуют следующие количественные показатели, характеризующие макронеоднородность:

Коэффициент расчлененности, показывающий среднее число пластов (прослоев) коллекторов в пределах залежи;

где n -число прослоев коллекторов в i-й скважине; N - число скважин.

Коэффициент песчанистости, показывающий долю объема коллектора (или толщины пласта) в общем объеме (толщине) продуктивного горизонта:

где h_эф - эффективная толщина пласта в скважине; N - число скважин. Коэффициент песчанистости является хорошим носителем информации еще по следующим соображениям: он связан корреляционными зависимостями со многими другими геологофизическими параметрами и характеристиками эксплуатационных объектов: расчлененностью, прерывистостью пластов по площади, литологической их связанностью по разрезу и др.

В качестве показателя макронеоднородности, учитывающей и расчлененность, и песчанистость, применяют комплексный показатель -

где n -количество проницаемых прослоев; h - толщина вскрытых скважиной проницаемых прослоев. Коэффициент макронеоднородности характеризует расчлененность объекта разработки на единицу толщины.

Коэффициент литологической связанности - коэффициент слияния, оценивающий степень слияния коллекторов двух пластов, К_сл = S_сл/S_к где S_сл- суммарная площадь участков слияния; S_к - площадь распространения коллекторов в пределах залежи. Чем больше коэффициент литологической связанности, тем выше степень гидродинамической сообщаемости смежных пластов.

Коэффициент распространения коллекторов на площади залежи, характеризующий степень прерывистости их залегания по площади (замещения коллекторов непроницаемыми породами),

К_расп = Sк/S где S - суммарная площадь зон распространения коллекторов пласта;

Коэффициент сложности границ распространения коллекторов пласта, необходимый для изучения и оценки сложности строения прерывистых, фациально изменчивых пластов, К_сл = Lкол/П, где - суммарная длина границ участков с распространением коллекторов; П - периметр залежи (длина внешнего контура нефтеносности). Установлено, что по неоднородным, прерывистым пластам по мере уплотнения сетки скважин коэффициент сложности постоянно снижается. Это указывает на то, что даже при плотной сетке добывающих скважин все детали изменчивости пластов еще остаются неизвестными.

Три коэффициента, характеризующие зоны распространения коллекторов с точки зрения условий вытеснения из них нефти:

где К_спл, К_пл, К_л - соответственно коэффициенты сплошного распространения коллекторов, полулинз и линз; S_спл - площадь зон сплошного распространения, т.е. зон, получающих воздействие вытесняющего агента не менее чем с двух сторон; S_пл - площадь полулинз, т.е. зон, получающих одностороннее воздействие; S_л- площадь линз, не испытывающих воздействия; К_спл + К_пл + К_п =1.

Изучение макронеоднородности позволяет решать следующие задачи при подсчете запасов и проектировании разработки: моделировать форму сложного геологического тела, служащего вместилищем нефти или газа; выявлять участки повышенной толщины коллекторов, возникающей в результате слияния прослоев (пластов), и соответственно возможные места перетока нефти и газа между пластами при разработке залежи; определять целесообразность объединения пластов в единый эксплуатационный объект; обосновывать эффективное расположение добывающих и нагнетательных скважин; прогнозировать и оценивать степень охвата залежи разработкой; подбирать аналогичные по показателям макронеоднородности залежи с целью переноса опыта разработки ранее освоенных объектов.

Исходными данными при выполнении задания являются таблица (таблица №8) с данными о толщинах горизонта и пород-коллекторов, из которых он сложен, схема расположения скважин, сведения о залежи (глубина залегания залежи, литологический тип коллектора, проницаемость коллекторов, вязкость нефти, режим залежи, размеры залежи).

Задача: Определить коэффициенты песчанистости, расчлененности, макронеоднородности по многопластовому горизонту.

· необходимо согласно номера варианта задания, внести поправки в толщины пород коллекторов и горизонта;

· построить карты изопахит (координаты скважин смотри в работе №1) для каждого пласта и горизонта в целом, указать на них границы распространения коллекторов и дать их анализ;

· построить схему корреляции (разрез), дающую наиболее полную характеристику вскрытых бурением пластов и горизонта в целом;

· рассчитать для каждой скважины количество прослоев пород- коллекторов и суммарную эффективную толщину;

· определить коэффициенты, характеризующие макронеоднородность горизонта.

По формулам 2.1, 2.2, 2.3 определяем, что коэффициент расчлененности Кр; коэффициент песчанистости Кпесч; коэффициент макронеоднородности Км.

Совместное использование Кр, Кпесч, Км позволяет составить представление о макронеоднородности разреза: чем больше Кр, Км и меньше Кпесч, тем выше макронеоднородность. К сравнительно однородным относятся пласты (горизонты) с Кпесч > 0,75 и Кр < 2,1. К неоднородным соответственно относятся пласты (горизонты) с Кпесч < 0,75 и Кр > 2,1.

Цель данной работы в ознакомлении с коллекцией горных осадочных пород, в изучении классификации пород-коллекторов и пород-покрышек.

Осадочные горные породы образуются в результате разрушения на поверхности Земли горных пород и последующего накопления и преобразования продуктов этого разрушения. В нефтегазовой геологии осадочные породы изучаются как основные объекты, с которыми генетически связаны нефть и газ. Все осадочные горные породы подразделяются на обломочные, глинистые, хемогенные, органогенные и смешанные.

Обломочные осадочные горные породы образуются за счет продуктов механического разрушения ранее существовавших пород.

Глинистые породы на 50% и более состоят из глинистых минералов и тонкодисперсного материала (частиц размером < 0,01мм) - пелита.

Хемогенные породы, образуются в результате выпадения веществ из истинных и коллоидных водных растворов. Осаждение их чаще всего происходит в лагунах, озерах.

В группу органогенных выделяют породы состоящие в основном из продуктов жизнедеятельности организмов, главным образом это скелетные остатки морских, реже пресноводных беспозвоночных.

Смешанное происхождение имеют осадочные породы, состоящие из обломочного и какого-либо другого материала (химического или органического происхождения).

Обломочные и глинистые породы. Эти породы наиболее распространены среди осадочных пород. По величине слагающих обломков различаются грубообломочные, песчаные, алевритовые и пелитовые обломочные породы. Глинистые породы по происхождению занимают промежуточное положение между чисто химическими и обломочными породами. При классификации обломочных пород учитываются не только размер обломков, но и их форма (окатанные или неокатанные), а также наличие или отсутствие цементирующего материала (табл.9). Грубые обломки накапливаются вблизи разрушающихся горных пород. По мере удаления встречаются среднеобломочные (песчаные), мелкообломочные (алевритовые) и тонкообломочные (пелитовые) породы. Из обломочных и глинистых пород в нефтегазоносных районах наиболее распространены песчаники, алевролиты и глины.

Пористость в обломочных породах обычно межгранулярная (межзерновая). Цемент, присутствующий в большинстве обломочных пород, обуславливает крепость, плотность и другие свойства породы.

Состав цемента может быть однородным (мономинеральным) или неоднородным (полиминеральным).

· известковый цемент узнается по вскипанию с НС1;

· железистый - по бурому цвету или металлическому блеску;

· гипсовый - по блеску на плоскостях спайности.

Типы цемента (нахождение цементирующего материала по отношению к обломкам):

· базальный – зерна не соприкасаются друг с другом, как бы «плавают» в цементе;

· заполнения пор – зерна соприкасаются друг с другом, цемент заполняет поры между ними;

· пленочный – цемент «одевает» зерна пленкой;

· соприкосновения или контактовый – цемент присутствует в местах соприкосновения зерен.

Песчаники представляют собой сцементированные пески. По минеральному составу они могут быть:

· кварцевыми (зерна кварца составляют не менее 95% массы породы);

· аркозовыми (преобладают зерна кварца и полевых шпатов);

· полимиктовыми (зерна различных минералов).

· Цвет песчаников чаще всего желтоватый, серый.

В зависимости от размеров зерен песчаники подразделяются на:

Песчаный материал, из которого образуются пески и песчаники, может накапливаться в морских и озерных водоемах, в руслах рек и т. д.

Алевролиты по минеральному составу чаще всего полимиктовые. Цвет серый. Алевритовый обломочный материал, из которого образуются алевролиты, чаще всего, накапливается на дне озерных и морских бассейнов, в зоне слабо подвижных вод между областями накопления песчаных и глинистых толщ. По размеру зерен алевролиты подразделяются на:

Глинистые породы по происхождению занимают промежуточное положение между чисто химическими и обломочными породами. Они на 50% состоят из частиц размером < 0,01 мм, причем, свыше 30% из них обычно составляют частицы размером < 0,001 мм. Цвет глин серый, пепельный, коричневый, черный. В их составе кроме обломочного материала (мельчайших зерен кварца, полевых шпатов, слюд и др.), образовавшегося в результате физического разрушения горных пород, в большом количестве присутствуют так называемые глинистые минералы (каолинит, монтмориллонит, гидрослюды и др.). Глинистые минералы – продукты химического разложения (выветривания) магматических пород. Эти продукты разложения выносятся текучими водами, откладываются в морях, озерах и реках, а затем превращаются в глинистые породы. Некоторые из них весьма плотные и твердые (аргиллиты) и не размокают в воде, другие же при смачивании водой становятся пластичными. Наибольшей пластичностью отличаются монтмориллонитовые глины, встречающиеся редко. Самые распространенные глины – гидрослюдистые.

Хемогенные породы. Образуются они в результате выпадения солей из истинных и коллоидных водных растворов. Осаждение хемогенных пород чаще всего происходит в лагунах, озерах. Характерная их особенность – отсутствие органических остатков. В эту группу пород включают известняки, доломиты, каменную соль, ангидриты, гипс и другие мономинеральные породы, состоящие из минерала того же названия, что и порода.

Известняки – горные породы, содержащие более 70% кальцита (СаСО3.) Твердость кальцита равна трем (он является эталоном твердости «3» по шкале Мооса).

Кальцит реагирует с соляной кислотой (НСl), в результате чего на его поверхности отчетливо видны пузырьки выделяющегося углекислого газа (СО₂). Нередко в известняках присутствуют в виде примесей глинистые, алевритовые и песчанистые частицы, а также гипс, доломит.

Доломиты – мономинеральные породы, состоящие из минерала того же названия (СаМg(СО₃)₂). Они имеют светлую окраску, массивную текстуру. Твердость доломита равна 3,5-4, он реагирует с соляной кислотой в порошке.

Каменная соль нередко образует пласты большой мощности, характеризующиеся кристаллической структурой и плотной массивной текстурой. При повышенных давлениях становится пластичной. Породы имеют обычно светлую окраску.

Ангидриты встречаются в виде пластов зернистого строения, имеют светлый цвет и состоят из минерала ангидрита (СаSO4). Обычно характеризуются массивной текстурой и реже волокнистой. Твердость ангидрита 3-3,5.

Гипс (СаSO₄ х 2Н₂О) имеет зернистое строение, волокнистую текстуру и светлую окраску. Твердость гипса равна двум (он является эталоном твердости «2» по шкале Мооса). В виде примеси в гипсе могут содержаться ангидрит, доломит, кальцит, обломочный материал. При макроскопическом описании хемогенных пород, следует помнить, что они сложены кристаллами, поэтому в разделе «структура» необходимо оценивать размер и форму кристаллов. Кристаллы могут быть видны невооруженным глазом или только под микроскопом (скрытокристаллическая или пелитоморфная структура). Пористостью среди хемогенных пород обычно могут обладать известняки и доломиты, т. е. карбонатные породы. Пустотное пространство в них представлено кавернами и трещинами.

Органогенные породы. Они образуются в результате накопления органических остатков после отмирания животных и растений. Представлены известнякамиракушечниками, писчим мелом, а также углями, асфальтом, горючими сланцами и др. В одних породах эти остатки видны невооруженным глазом. Другие породы, например писчий мел, сложены твердыми известковыми скелетами микроорганизмов. И, наконец, третьи (угли, асфальты и др.) представляют собой горные породы, в которых наряду с минеральной составляющей имеются вещества органического происхождения.

Породы смешанного происхождения. Смешанное происхождение имеют осадочные породы, состоящие из обломочного и какого-либо другого материала (химического или органического происхождения). Эта группа пород включает мергели, песчаные и глинистые известняки и др.

Мергели представляют собой сильно известковистые глины. В них содержится от 50% до 70% кальцита. Как правило, они светло-серого, почти белого цвета, легко отличаются от известняков по реакции с соляной кислотой, после воздействия которой на поверхности мергеля остается грязно-серое пятно, обусловленное «удалением» известкового материала и концентрацией на месте реакции глинистых частиц. Мергель образуется в морях и озерах.

Песчаные известняки – это известняки с примесью песчаного материала. Цвет их чаще всего серый. Образуются Песчаные известняки в водоемах, где накапливаются обломочный материал и осадки, представляющие собой либо соли, выпавшие из концентрированных растворов, либо органические остатки.

Схема макроскопического описания вырабатывалась годами, в течение длительной истории развития геологии и может быть выражена таким правилом: литологические свойства отмечаются в той последовательности, в какой они фиксируются глазом при постепенном приближении к породе – сначала воспринимается цвет, затем зернистость, т. е. структура, а также текстура, потом состав, включения и прочие признаки.

5. Состав породы (для обломочных отдельно состав обломков и цемента)

Цвет – один из очень важных признаков, отражающий состав породы. Цвет осадочных пород редко бывает чистым и ярким. Большей частью он серый с многочисленными оттенками. Таким образом, при описании надо отмечать основной (преобладающий) цвет, его оттенок, интенсивность, распределение цветовой гаммы по породе.

Структура. В этом разделе описывается размер, форма и сортировка (равно или разнозернистость) того, из чего состоит порода. Для обломочных пород это обломки (зёрна), для хемогенных пород – кристаллы, для органогенных пород – органические остатки.

Текстура горных пород (сложение) определяется пространственным взаиморасположением того, из чего состоит порода (зерна, кристаллы, органические остатки) и характером заполнения объема породы. Текстура может массивная (беспорядочная), а может быть слоистой, волокнистой, пятнистой и др., т. е. какой то упорядоченной. Например, слоистая текстура обусловлена ритмичной сортировкой материала и бывает косая, волнистая, горизонтально-слоистая. Если слоистость косая, необходимо замерять угол наклона косых слойков по отношению к оси керна или к другой выбранной поверхности и их форму (прямая, вогнутая, выпуклая). Если слоистость волнистая, то отмечается длина и высота волны, её форма симметричная или асимметричная.

Состав породы. При описании определяется тип породы по составу: мономинеральный или полиминеральный. Для обломочных осадочных горных пород указывается отдельно состав обломков и цемента.

Крепость пород определяется по упрощенной трехбалльной шкале, применяющейся в полевых условиях:

породы слабые или слабой крепости (ломаются рукой);

породы средней крепости (рукой не ломаются, но сравнительно легко разбиваются молотком);

породы крепкие (с трудом разбиваются молотком).

Пористость пород важный признак, с ним связано образование залежей нефти, газа, водоносных горизонтов. Макроскопически бывает видна только относительно крупная пористость, например, трещины или каверны. Более мелкую, но зачастую более значительную и эффективную пористость можно определить по скорости впитывания флюидов. Следует обязательно отмечать, каким видом пористости обладает порода (межгранулярные поры, трещины, каверны). Также следует замерять размеры крупных пустот и визуально оценивать процент пустотного пространства в данном образце.

Включения подразделяются на минеральные (конкреции, редкие гальки в песке) и органогенные (раковины беспозвоночных, растительный детрит и т. д.). Они могут присутствовать в образце, а могут и не присутствовать.

Вторичные изменения связанны чаще всего с выветриванием (окремнение или кальцитизация), отмечаются новые минералы, изменение цвета, прочности, пористости и других свойств пород.

Породами-коллекторами называют горные породы, способные вмещать в себя жидкости и газы и отдавать их при разработке. То есть, основными коллекторскими свойствами породы являются пористость и проницаемость.

Пористость – это наличие свободного пространства в горной породе, а проницаемость – это способность горных пород пропускать сквозь себя жидкости или газы. По условиям образования породы-коллекторы бывают терригенные (пески, песчаники, алевролиты и др.) и карбонатные (известняк, доломит). Изучая образец карбонатного коллектора (известняк, доломит), следует помнить, что его образование происходит в водной среде, на больших глубинах. Карбонатные породы могут также иметь химическое и органическое происхождение. Поэтому необходимо тщательно изучить структуру породы, то есть наличие зёрен, либо кристаллов, либо обломков раковин, сцементированных глинистым, кремнистым или карбонатным материалом. Породы-коллекторы могут содержать в себе остатки тяжелых углеводородов, и тогда они будут окрашены в темный цвет, обладать специфическим запахом, пачкать руки и т. д. Признаки присутствия газа в породе визуально обнаружить можно только по запаху в свежем изломе или после помещения образца в воду тут же после его раскола.

Темный цвет породы, не имеющей видимых признаков нефти или газа, говорит о наличии в ней битуминозного вещества. Такая горная порода могла быть нефтегазопродуцирующей. Их изучение важно для определения степени перспектив нефтегазоносности того или иного участка земной коры и путей миграции углеводородов.

Породы покрышек (флюидоупоры). Породы-покрышки – это практически непроницаемые горные породы, препятствующие миграции углеводородов в земной коре и способствующие сохранности уже сформировавшихся их скоплений. Породами-покрышками являются глинистые, карбонатные и галогенные осадочные образования.

Глинистые породы можно определить по их очень тонкому размеру зерен, слоистости, «жирности» на ощупь. Глины состоят из тончайших обломков разрушенных горных пород различного состава, перенесённых в водный бассейн и отложенных на большой глубине. Как правило, обломки имеют форму плоских чешуек размером несколько микрон. Цвет глин темный – коричневый, шоколадный, черный. Это зависит от состава чешуек, примесей и геохимических условий среды, в которой шло накопление глинистого материала. Расстояние между чешуйками глины, слюды в породе ничтожно мало, однако, учитывая большое количество чешуек, объем «свободного» пространства в глинах велик, поэтому пористость глин высокая. Коэффициент пористости глин достигает 50%. Однако, глины исполняют роль покрышек, так как они практически непроницаемы, потому что тончайшие поры в глинах не сообщаются между собой.

Карбонатные покрышки это известняки, доломиты различного происхождения, без признаков свободного пространства в них. Они плотные, часто глинистые, нередко окремнелые.

Породы-покрышки галогенного типа визуально легко отличить от пород другого типа. Это породы светлых тонов кристаллической структуры, плотные, крепкие. К ним относятся гипсы, ангидриты, каменная соль. Образовались они путем выпадения из рассолов (сильно минерализованных вод) в неглубоких водоемах, сообщающихся с морем (лагунах). Лучшей галогенной покрышкой и наиболее распространенной в природе считается покрышка, сложенная каменной солью.

Образец каменной соли отличается от других горных пород правильными кристаллами кубической формы и горько-соленым вкусом.

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: