Детализация модели вторичных преобразований карбонатного коллектора на примере нефтяного месторождения Х

Известняк с точки зрения химических свойств является нестабильной горной породой и подвержен растворению водой. В условиях выхода известняков на поверхность процесс их растворения приводит к формированию вторичных пустот (карстов).

Колебательные движения земной коры и эвста-тические изменения уровня Мирового океана обусловливают перерывы в морском осадконакопле- нии. При регрессиях на поверхности карбонатных отложений образуется карстовый рельеф, а в их глубине возникают расширенные выщелачиванием трещины, каверны, каналы, пещеристые формы, которые впоследствии могут становится нефтегазовыми коллекторами [1] (рис. 1).

Как правило, после захоронения и диагенеза пористость и проницаемость горных пород резко уменьшаются вплоть до потери породой способ-

Рис. 1. Выход известняка на дневную поверхность с различными уровнями карстования

Fig. 1. Different karsting degrees in limestone exposures

Рис. 2. Схематический разрез, отражающий особенности пласта Fig. 2. Schematic cross-section showing the formation features

БАРЬЕР

КОЛЛЕКТОРЫ НЕФТИ И ГАЗА

Рис. 3. Основные компоненты проводящей системы островного карста

Fig. 3. Main components of the conductive system of “island karst”

1 — горизонтальный проводящий пропласток на уровне зеркала воды; 2 — вертикальный проводящий пропласток в аэрированной зоне, расположенный вдоль трещин (и по напластованию); 3 — локальная зона усиленного выщелачивания пород, образовавшаяся в конце скачка солености

1 — conductive horizontal interlayer at the water table; 2 — vertical conductive interlayer along cracks in aerated zone (and along the bedding); 3 — local zone of more intensive rock leaching developed at the end of halocline ности к аккумуляции и фильтрации флюидов [2, 3]. Вторичные пустоты, сформированные путем растворения (и дальнейшего выноса) карбонатных отложений, позволяют создать полезный объем для аккумуляции УВ [4]. Пустотные пространства, возникающие в результате выщелачивания, обладают сложной непредсказуемой геометрией, неоднородностью распространения, а также различными масштабами [5]. В связи с этим точный прогноз ка-вернозности является сложной и практически невыполнимой задачей. Без четкого представления о генезисе карстовых коллекторов нельзя грамотно вести поиски, разведку и разработку приуроченных к ним залежей УВ [6–11].

Объект исследования

Основным предметом исследования является объект А, в геологическом строении которого принимают участие верхнедевонские рифогенные карбонаты фаменского яруса (рис. 2). В результате исследований установлено, что по условиям осадконакопления коллекторы фаменского яруса можно разделить на две основные зоны: барьерную — на юге и зарифовую лагуну — на севере. В зарифовой лагуне биокластические осадки отмели формируют массивный, хорошо развитый продуктивный горизонт с относительно высокими фильтрационно-емкостными свойствами матрицы породы. В пределах зарифовой лагуны практически отсутствуют разрывные нарушения, трещиноватость или карстообразование. Диагенез и структурные характеристики не оказывают значительного влияния на фильтрационно-емкостные свойства пород. В то же время барьерная зона (рифовый массив) характеризуется высокой трещиноватостью и интенсивным карстообразованием, фильтрационно-емкостные свойства в этой зоне зависят от диагенетических процессов, вызванных наложением нескольких этапов развития карста.

Фильтрация флюида по высокопроводящим пропласткам, вероятнее всего, обусловлена характеристиками островных карстовых систем. В карстовых системах могут формироваться разветвленные сети каналов, состоящие из различных элементов:

– горизонтальных каналов на уровне палеозеркала воды;

– вертикальных каналов над уровнем зеркала воды в зоне аэрации, которые образуются вдоль разрывных нарушений (разлом или трещина) во время погружения и могут локально смещаться в горизонтальной плоскости (рис. 3).

В данной статье рассмотрена восточная часть барьерной зоны, в которой скважины освещены достаточным для анализа набором исходных данных (рис. 4).

К основным источникам информации для выявления вторичных преобразований на изучаемом объекте относятся:

– керн (визуальный осмотр кернового материала для установления кавернозных интервалов);

– пластовый микроимиджер (выявление кавернозных интервалов на основе динамического изображения);

– результаты интерпретации данных ГИС (интервалы с высокой эффективной пористостью) (рис. 5).

Классификация кавернозных интервалов

На основе результатов интерпретации изображений пластового микроимиджера была создана классификация каверн. По геометрии пустотного пространства можно выделить:

А — каверны типа «губка». Для них характерно повсеместное изменение породы с образованием пустотного пространства с высокой долей связности. Геометрия пустотного пространства визуально напоминает губку;

Рис. 4. Структурная карта кровли целевого интервала с нанесенными точками скважин Fig. 4. Map of target horizon depth with wells shown

Рис. 5. Корреляционная панель, проведенная через исследуемые скважины

Fig. 5. Correlation chart for the studies wells

КОЛЛЕКТОРЫ НЕФТИ И ГАЗА

Рис. 6. Классификация каверн на основе результатов интерпретации пластового микроимиджера

Fig. 6. Cavern classification on the basis of formation microimager data interpretation

A — «губка», каверны (B–D): B — крупные, C — по плоскостям трещин, D — по поверхности напластования A — sponge, caverns (B–D): B — large, C — along crack plane, D — along bedding surface

Б — крупные единичные каверны, размер которых варьирует от 5 до 40 см. Могут иметь округлую или продолговатую форму;

В — каверны, расположенные по контуру плоскостей трещин. Размер каверн данного типа изменяется от 0,1 до 0,5 см;

Г — каверны, подчеркивающие слоистость породы. Они распространены выборочно в слоях породы, имеют размер от 0,1 до 0,5 см (рис. 6).

Стоит отметить, что кавернозные интервалы соответствуют повышенным значениям пористости и интервалам коллектора, определенным на основе их граничных значений (рис. 7).

На примере скв. D по данным керна можно отметить присутствие вертикальных и наклонных трещин, а также каверн (рис. 8). Кавернозные интервалы в керновом материале предположительно соответствуют интервалам с дроблением (ка-вернозность увеличивает пустотное пространство и хрупкость породы).

Разрезы исследуемых скважин были проинтерпретированы исходя из созданной классификации. Затем на основе разрезов была создана 2Э-модель, отражающая вертикальное и латеральное распространение выделенных типов. На рис. 9 видно, что в верхней части разреза ин-

Рис. 7. Пример сопоставления кривой пористости и изображения пластового микроимеджера для исследуемых скважин

Fig. 7. An example of porosity diagram and FMI image correlation in the studies wells

Рис. 8. Керновый материал из скв. D

Fig. 8. Core from D Well

тервалы по типу «губка» «по поверхности напластования» встречаются в обеих исследуемых скважинах. «Крупные каверны», вероятно, плохо прослеживаются в межскважинном пространстве.

Выводы

В результате комплексирования имеющейся геолого-геофизической информации был сделан вывод, что интервалы коллектора в барьерной зоне могут быть обусловлены наличием каверн.

КОЛЛЕКТОРЫ НЕФТИ И ГАЗА

Рис. 9. Концептуальная модель вторичных преобразований

Fig. 9. Conceptual model of secondary transformations

1 — «губка»; каверны ( 2 , 3 ): 2 — крупные, 3 — по поверхности напластования; 4 — канал

1 — sponge; caverns ( 2 , 3 ): 2 — large, 3 — along bedding surface; 4 — channel

Составлена классификация основных форм вторичных преобразований, встреченных при анализе результатов интерпретации изображений пластового микроимиджера («губка», крупные каверны, каверны по поверхности напластования, каверны по плоскостям трещин). Построена концептуальная модель вторичных преобразований.

В дальнейшем будут проведены следующие работы:

• –    построена геологическая модель с учетом концептуальной модели вторичных преобразований;

• –    оценено влияние карстовых зон на движение флюида в поровом пространстве;

• –    адаптация гидродинамической модели, учитывающей вторичные преобразования, проверка геологических гипотез.