Горизонтальный стресс и его влияние на морфологию газовой залежи на примере месторождения Адамташ (Республика Узбекистан)

Знания о направлении горизонтального стресса (горизонтального напряжения) имеют большое значение для понимания многих процессов, протекающих в земной коре. На месторождениях со сложной тектонической структурой важно выделить разломы, по которым может проходить транспортировка флюидов и которые могут определять морфологию залежи углеводородов [2].

Вопросам классификации разломов по способности транспортировки флюидов посвящен ряд работ, на основе которых можно сделать вывод о зависимости проницаемости разломов от направления максимального горизонтального стресса. Проводящие разломы в большинстве слу- чаев субпараллельны направлению максимального горизонтального стресса, что позволяет использовать этот параметр для классификации разломов по проницаемости [8,9].

Горизонтальный стресс оказывает существенное влияние и на состояние ствола скважины, т. к. в процессе бурения в скважине могут образовываться техногенные трещины и вывалы (рис. 1). Техногенные трещины образуются в результате бурения и характеризуются неглубоким проникновением в пласт, поэтому они не имеют большого значения для добычи флюида.

Техногенные трещины и вывалы, образовавшиеся во время бурения, напрямую

связаны с распределением горизонтального напряжения у границ ствола, которое имеет непосредственное отношение к ми- грации углеводородов и устойчивости ствола скважины [1].

Рис. 1. Виды техногенных трещин

Наличие техногенной трещиноватости или вывалов позволяет оценить направление максимального и минимального горизонтального стрессов в вертикальной скважине. Техногенные трещины в вертикальной скважине образуются в направлении, параллельном направлению максимального горизонтального напряжения, в то время как вывалы – в перпендикулярном (рис. 2).

Для того чтобы обнаружить и охарактеризовать систему техногенных трещин и обвалов стенок скважины, образовавшихся в процессе бурения, и отличить их от естественных трещин, а также определить направление максимального горизонтального стресса, применяется электрическое и акустическое сканирование стенок скважины [5, 6].

Наиболее надежным прибором, дающим подробные и точные показатели, намного превосходящие показатели других приборов, является электрический пла- стовый микроимиджер FMI (Formation Micro Imager). Благодаря ему была получена подробная информация о залегании пластов, типе и плотности трещин и разломов [3, 4].

Техногенные трещины на имиджах имеют вид узких непрерывных вертикальных полос (трещины растяжения) или фрагментарных наклонных штрихов строго выдержанного направления. Вывалы определяются по имиджам как вертикальные полосы различной ширины, как правило, не превышающие ширину башмака прибора. В местах вывалов отмечается плохой контраст сопротивлений в силу отсутствия надлежащего прижатия башмаков прибора к стенкам скважины.

Газоконденсатное месторождение Адамташ (Республика Узбекистан), характеризуется сложным тектоническим строением и преобладанием коллекторов трещинного типа.

Рис. 2. Образование техногенных трещин и вывалов стенок скважины под действием максимального горизонтального напряжения в вертикальной скважине

С целью определения характеристик сложных коллекторов в большинстве скважин были проведены исследования аппаратурой FMI (электрический пластовый микроимиджер), которые позволили определить направление максимального горизонтального стресса. Принцип действия данной аппаратуры основан на электрическом сканировании стенок скважин. FMI позволяет исследовать скважины, заполненные электропроводящим раствором, а результаты исследований представляют собой непрерывную картину поверхности пород стенки скважины в развернутом виде. Данные регистрируются прибором, оснащенным четырьмя башмаками, на которых расположены 192 электрода. Каждый из электродов регистрирует кривую сопротивления, разрешающая способность которой достигает 0.5 см. Таким образом, электрические параметры, снимаемые каждым из зондов, представляют картину электропроводности пород, примыкающих к стенке скважины [7].

По данным FMI практически во всех интервалах исследования скважин месторождения Адамташ наблюдается развитие техногенной трещиноватости.

Проведенные исследования показали, что направление максимального горизонтального стресса в большинстве скважин субпараллельно простиранию основного разлома, ограничивающего месторождение с севера, на основе чего можно предположить, что данный разлом является проводящим для пластовых флюидов и его пересечение с покрышкой (соляноангидритовой пачкой верхней юры) определяет положение ГВК и морфологию газоконденсатной залежи. В коллекторах, расположенных ниже линии пересечения указанного разлома и покрышки, в результате движения флюидов по разлому отсутствуют условия для накопления газа [10].

Анализ структурной карты месторождения Адамташ по кровле XV горизонта (подошве покрышки – соляноангидритовой пачки) показал, что линия пересечения с основным разломом проходит по средней абсолютной отметке -510 м. Положение ГВК по результатам подсчета запасов также находится на данной отметке и определяет морфологию залежи в целом.

Полученные по месторождению Адам- таш данные подтверждают, что направление максимального горизонтального стресса на месторождениях со сложным тектоническим строением может определять характер транспортировки флюидов по разломам, которые в свою очередь по пересечению с покрышкой определяют положение газоводяного контакта (ГВК) и морфологию залежи в целом.

Проведенный анализ подтвердил возможность применения данных о направлении максимального горизонтального стресса для классификации разломов по проводимости, что в совокупности со структурными картами позволяет получить дополнительную информацию о геометрии залежи и положении ГВК.

Таким образом, с целью получения дополнительной информации о морфологии газовых залежей рекомендуется проведение исследований аппаратурой FMI в скважинах других месторождений Республики Узбекистан, имеющих сложное тектоническое строение.