Расчленение продуктивной части разреза скважины — это выделение слоев различного литологического состава, установление последовательности их залегания и в конечном итоге выделение коллекторов и непроницаемых разделов между ними. Решаются эти задачи с помощью комплекса методом изучения разрезов. В этом комплексе в настоящее время основное место занимают геофизические методы, которыми в обязательном порядке исследуются скважины всех категорий (поисковые, разведочные, нагнетательные и др.). Данные геофизических исследований увязываются с имеющимися геологическими данными описания и анализа образцов пород (шлама, керна), с данными опробования интервалов на приток и с результатами исследования скважин гидродинамическими методами.
Достоверность расчленения зависит от степени изученности геологического разреза, уровня теоретической разработки геофизических методов исследования скважин и общей геофизической характеристики района, полученной сейсмическими методами. Выделению коллекторов по геофизическим данным способствует наличие характерных показаний на различных геофизических кривых. Интерпретация кривых наиболее достоверна при совместном использовании в комплексе геофизических и геологических исследований. При этом следует иметь в виду, что керн в ряде случаев не дает достаточно полного представления о положении границ в разрезе залежи. Это связано с низким процентом выноса керна, обусловленным несовершенством колонковых долот, вследствие чего на поверхность поднимаются преимущественно более крепкие и глинистые породы, а рыхлые и сильнотрещиноватые не всегда выносятся. Длина полученного керна может быть меньше длины интервала проходки, что затрудняет точную привязку керна к глубинам.
Выделение коллекторов в терригенном и карбонатном разрезах имеет свои особенности.
Песчаные и алевролитовые коллекторы в терригенных разрезах, являющиеся обычно поровыми коллекторами, выделяются наиболее надежно по совокупности диаграммы ПС, кривой ГК и кавернограммы - про наибольшему отклонению кривой ПС от линии глин, по минимальной гамма-активности на кривой ГК, по сужению диаметра скважины на кавернограмме в результате образования глинистой корки при бурении скважины. Для выделения малопористых плотных песчано-алевролитовых коллекторов проводят дополнительно электрическое микрозондирование, нейтронный гамма-каротаж, гамма-гамма-каротаж и акустический каротаж.
Для распознавания глинистых коллекторов используют следующий комплекс: амплитуды кривой ПС, удельные сопротивления, кавернограммы, кривые микрокаротажа, гамма-каротажную кривую.
Коллекторы в карбонатном разрезе (известняки и доломиты) имеют различные структуры пустотного пространства. Распознавание отдельных типов по геологическим и геофизическим материалам весьма сложно.
Петрофизические свойства микрокавернового (“норового”) карбонатного коллектора близки к таким же свойствам гранулярных песчаных коллекторов. Выделение коллекторов в карбонатном разрезе в этом случае заключается в расчленении разреза теми же методами на плотные и пустотные породы и в выделении среди последних высокопористых разностей. При тонком переслаивании плотных и пористых разностей наиболее надежные результаты могут быть получены по данным микрозондирования.
Для выделения в карбонатном разрезе трещиноватых и кавернозных пород разработаны специальные комплексы геофизических исследований и их интерпретации:
электрометрия, нейтронный каротаж, результаты анализа керна; проведение повторных измерений в скважине при смене растворов (метод двух растворов); совместное использование данных радиометрии и акустического каротажа и др.
Учитывая отмеченные особенности подходов к расчленению терригенного и карбонатного разрезов, для каждого конкретного объекта (продуктивного горизонта, толщи) в зависимости от литологического состава пород, слагающих разрез, толщин отдельных слоев и пластов выбирается определенный комплекс геофизических исследований скважин, включающий методы, наиболее информативные в данных конкретных условиях.
На рис. 24 приведены типичные кривые различных геофизических методов, позволяющих выделять интервалы пород-коллекторов в разрезах скважин. Эти методы следующие:
1 — метод сопротивлений — по расхождению кривых кажущихся сопротивлений рк зондов малого и большого размера;
2 — метод микрозондов (МЗ) — по положительному приращению микропотенциал-зонда (МПЗ) над микроградиент-зондом (МГЗ): ;
3 - метод потенциалов собственной поляризации (СП) - по отрицательной аномалии ΔUсп;
4 — метод естественного гамма-излучения (ГМ) — по низким значениям Iу;
5 — гамма-гамма метод (ГГМ) — по повышенным значениям 1у;
6 — метод изотопов — по повышенным значениям Iу в сравнении с фоновыми значениями после закачки изотопов;
7-11 -нейтронные и нейтронные гамма-методы (ННМ и НГМ) — по понижающимся значениям 1п,; 1пн; 1п (карбонатные коллекторы); при высокой минерализации вод по хлору коллекторы могут выделяться повышенными значениями Ihи пониженными значениями 1п , измеренными зондами разного размера (L и Ln);
12 — метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР) — по повышенному значению IЯМР;
13 — ультразвуковой метод — по достаточно высоким значениям интервального времени пробега волны Δτп;
14 — метод кавернометрии — по увеличению толщины глинистой корки (сужению диаметра ствола скважины dcпо сравнению с номинальным ее диаметром dH);
15 — метод продолжительности проходки — по низким значениям τпр.
Рис. 24. Характеристика коллекторов по данным различных геофизических методов исследования скважин (по В.Н. Дахнову).
Песчаники характеризуются:
1. широким диапазоном изменения рк; для газоносных и нефтеносных пород обычно характерны высокие значения рк, для водонасыщенных — низкие;
2. отрицательными аномалиями ΔUсп, уменьшающимися при увеличении глинистости песчаного пласта;
3. более высокими, чем у глин, значениями ркз, при этом Ркмпз > Ркмгз (кривые расходятся);
4. низкими значениями Iу, повышающимися против глинистых полимиктовых и глауконитовых песчаников;
5. понижением значений Ivvи Δτп с уменьшением пористости и возрастанием их с увеличением глинистости;
6. широким диапазоном изменений Iп v, и Iпв зависимости от пористости, степени цементации и характера насыщенности;
7. уменьшением dcиз-за образования глинистой корки.
Определение литологического состава пород-неколлекторов по промыслово-геофизическим данным основывается на следующих геофизических признаках.
Глиныобычно характеризуются:
1. низкими значениями рк, которые увеличиваются при повышении плотности и карбонатности глин;
2. положительными аномалиями ΔUп (кривая занимает крайнее правое положение);
3. совмещением значений ркМГЗ и ркМПЗ, примерно равных сопротивлению промывочной жидкости (глинистого раствора Pр): Ркмгз = Ркмпз = Pр (кривые почти сливаются);
4. высокими значениями Iу;
5. высокими значениями Ivv, снижающимися в более плотных разностях;
6. низкими показаниями Invи In;
7. максимальными значениями Δτп;
8. увеличением dc по сравнению с dH;
9. ростом геотермического градиента Г.
Глинистые сланцы характеризуются более высокими, чем у глин, значениями рк, Invи In , больiими показаниями ΔUсп, более низкими значениями Ivv и Δτп ; незначительным увеличением dc илиноминальным его значением.
Карбонатные породы(известняки и доломиты) характеризуются:
1. широким диапазоном изменения рк в зависимости от типа и значения пористости, характера насыщения; нефтегазонасыщенные породы имеют более высокие значения рк, чем водонасыщенные;
2. отрицательными амплитудами ΔUсп, уменьшающимися при увеличении глинистости;
3. низкими значениями Iу, возрастающими с увеличением глинистости;
4. низкими значениями Iуу, возрастающими с увеличением пористости пород;
5. широким диапазоном изменения In уи Inв зависимости от пористости, плотности пород и характера их насыщения;
6. низкими значениями Δτп, увеличивающимися при повышении глинистости;
7. зависимостью величины dc от структуры пустотного пространства: в плотных разностях dc = dH, в карстовых полостях dc » dH, в карбонатных породах с трещинным пустотным пространством возможно dc> dH, в породах с межзерновой пористостью dc < dH;
8. небольшими значениями Г.
Гидрохимические осадки (ангидриты, соли)характеризуются очень высокими значениями рк; незначительными амплитудами ΔUсп; минимальными значениями Iуи низкими Iуу; максимальными показаниями In уи In; низкими значениями Δτп; номинальными значениями dc; очень низкими значениями Г.
На рис. 25 приведены характерные кривые геофизических методов для различных типов пород.
Рис. 25. Кривые радиометрии скважин в осадочных поводах (по В.Н.Дахнову):
От полноты комплекса геофизических исследований, правильного его выбора, для конкретных условий, освещенности разреза керном зависит степень детальности расчленения разреза скважины.
Еще раз следует отметить, что в терригенном разрезе петрофизические свойства пород обусловлены глинистостью и поэтому здесь наиболее информативны показания рк, Ucnи Iу. Карбонатные породы в основном различаются по типу пустотного пространства и его величине, поэтому в карбонатном разрезе более информативны нейтронные и акустические методы и метод сопротивлений.
Результаты расчленения разреза скважины представляются в виде литологической колонки, на которой приводятся кривые основного комплекса геофизических исследований.
Выделение коллекторов и неколлекторов позволяет определить в каждой скважине один из важных параметров, необходимый как для подсчета запасов, так и для эффективной организации разработки залежей и эксплуатации отдельных скважин, — толщины пластов и горизонта.
При изучении разрезов скважин выделяются: 1) общая толщина горизонта (пласта) — расстояние от кровли до подошвы, определяемое в стратиграфических границах; 2) эффективная толщина, равная общей толщине за вычетом толщины прослоев неколлекторов, выделенных в разрезе горизонта; 3) нефтенасыщенная (газонасыщенная) толщина, равная суммарной толщине прослоев нефтегазонасыщенных коллекторов. В чисто нефтяной зоне залежи (во внутреннем контуре нефтеносности) эффективная толщина равна нефте-насыщенной. В водонефтяной (водогазовой) зоне пласта нефтенасыщенная (газонасыщенная) толщина определяется как часть эффективной в интервале от его кровли до поверхности ВНК или ГВК.
Значения эффективной и нефтегазонасыщенной толщин в пределах площади залежи различаются, иногда довольно существенно. Для отображения изменения названных толщин строятся карты в изолиниях, называемые картами изопахит (изопахиты - линии равных значений толщины). Метод построения карты изопахит такой же, как и структурной карты, — линейная интерполяция. В пределах внутреннего контура нефтегазоносное значения конфигурации изопахит эффективной и продуктивной толщин совпадают. От внутреннего контура к внешнему идет закономерное уменьшение нефтегазонасыщенной толщины. Внешний контур нефтегазоносное одновременно является линией нулевых значений эффективной нефтегазонасыщенной толщины, т.е. фактически границей залежи.