CC BY
32УДК 551.31 (571.51]
И.В. Качинскас, м.н.с., лаборатория промысловой геологии и подсчета запасов углеводородов,
ООО «ТюменНИИгипрогаз»
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ЛИТОЛОГОМИНЕРАЛОГИЧЕСКОГО СОСТАВА НА ФИЛЬТРАЦИОННО-ЕМКОСТНЫЕ СВОЙСТВА КОЛЛЕКТОРОВ В ПЛАСТАХ ВЕНДА КАМОВСКОЙ ПЛОЩАДИ (КРАСНОЯРСКИЙ КРАЙ]
На примере скважины 1 Камовской площади рассмотрены особенности литолого-минералогического состава терригенных коллекторов венда. Степень отсортированности и гранулометрический состав коллекторов не оказывают существенного влияния на их пористость, что предопределено значительной вторичной преобразованностью пород. Основное влияние на коллекторские свойства изучаемых пластов оказывают минеральный состав, тип и количество цемента.
Изучение терригенных коллекторов венда в Восточной Сибири является актуальной задачей в связи с поисками и разведкой нефтяных и газовых залежей в данном регионе.
Различными исследователями отмечается, что коллекторы вендских отложений имеют сложное строение и существенную степень преобразованности. При изучении терригенных коллекторов венда на юго-западе Камовского свода (Оморинский лицензионный участок) был установлен ряд особенностей, характерных для этих пород [1]:
1. Отсутствие характерной для гранулярных коллекторов связи между коэффициентами пористости и отсортированности свидетельствует о существовании вторичной пористости в коллекторах.
2. Пониженные значения коэффициентов проницаемости в коллекторах обусловлены высоким содержанием глинистого и карбонатного цементов, причем влияние первого более существенно.
3. С увеличением доли мелкозернистых фракций значение коэффициента пористости снижается, а с увеличением доли грубозернистых фракций возрастает.
Последнее утверждение, впрочем, нуждается в некотором уточнении. Дело в том, что тенденция повышения фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) терригенных коллекторов при увеличении размеров слагающих их частиц наблюдается лишь при широком рассмотрении всех типов коллекторов от алевролитов до среднезернистых песчаников (табл. 1).
При рассмотрении различных по литологии пород можно отметить, что для алевритовых и алевритистых песчаников значение коэффициента пористости изменяется в широких пределах от 8 до 20%, а для средне-мелкозернистых песчаников - от 12 до 18%. Такое различие по пористости для схожих пород связано с их сложным строением, которое является результатом вторичных преобразований [2].
Для выявления влияния особенностей строения коллекторов на их фильтрационно-емкостные свойства в настоящей работе были изучены образцы по пластам Б^Ш и Б^Ш-1 из скважины 1 Камовской площади.
В результате было установлено, что коллекторы изучаемых пластов - пре-
имущественно кварцевые. Содержание кварца изменяется от 44 до 64% (рис. 1). Доля полевых шпатов может достигать 29, обломков пород - 14%. В среднем содержание обломочного материала составляет 85%, цемента -15%. По составу цемент - регенерационный кварцевый и полевошпатовый, сульфатный, глинистый и карбонатный, с преобладанием последнего.
Здесь встречены все типы цементов, характерные для терригенных коллекторов венда на Оморинском ЛУ. По-рово-пленочный глинистый цемент представлен хлоритом и гидрослюдой, его содержание, как правило, не превышает 5-7%. Доломитовый поровый цемент содержится в большом количестве, его содержание может достигать 31%. Кальцитовый цемент, в связи с общим генезисом, встречается вместе с доломитовым и содержится в количестве не более 3%. Ангидритовый цемент часто заполняет отдельные поры, его содержание обычно не более 6%. Однако в одном образце содержание этого цемента составило 35%, при этом по типу он отнесен к пойкилитовому (обломочные зерна меньше кристаллов
комбинат
ЭЛЕКТРОХИМПРИБОР
©
Система ыенедюлейта качестве предприятия мртифнциряане г» и^ждунарщиоклу стандарту I SO 900t: 200S
Систвма эиллоинвошга менщжиента прчьгрлятир сертнфицлзоваил ПО иидунврсщнои^стандарту ISO '4001 :2Q04
ПРЕДПРИЯТИЕ ГОСКОРПОРАЦИИ «РОСАТОМ»
Надежность во всем!
6DI1Et^_v
ш
УСПЕШНОГО
БИЗНЕСА
ФГУП «Комбинат «Электроприбор» - многопрофильное предприятие Государственной корпорации по атомной энергии лРосатюм" специализирующееся на выпуске сложной наукоемкой продукции машиностроения и производстве нестандартной высокотехнологичной продукции, а также изготовлении металлоконструкций различного назначения,
Болес 150 видов импортозамещающего оборудования, предназначенного для эксплуатации, ремонта магистральных трубопроводов и компрессорных станций:
• запорная арматура на различные условные проходы, задвижки ишаровые краны;
• средства малой механизации для выполнения ремонтных работ и эксплуатации на магистральных трубопроводах в полевых условиях: поршни очистители и разделители, гидравлические насосы, гидродомкраты;
• оборудо ва н ие для с ва р оч н ых и газорезательны х работ: кольцевые газовые подогреватели, машины для резки труб, центраторы,калибраторы;
• капитальный ремонт и модернизация шаровых кранов для ма ги стра л ьн ых газоп ро вод ов от Ду300 д о Ду1400;
• крупногабаритные металлоконструкции.
В 2010 году освоен выпуск затвора быстродействующего байонетного типа ШРК предназначенного для камер запуска/приёма внутритрубных устройств, служащих для обслуживания газо-и нефтепроводов с условным проходом ОИ1400 и рабочим давлением РN8^0 МПа. Данный затвор запатентован в «Роспатент» и изготавливается по конструкторской документации ООО «УралКомплектСервис» на производственных мощностях ФГУП «Комбинат«Электрохимприбор».
В соответствии с действующим законодательством на необходимые виды продукции комбинат имеет сертификаты. Система менеджмента качества комбината сертифицирована на соответствие ГОСТ РИСО 9001 -2008.
Продукция комбината хорошо известна отечественным и зарубежным потребителям. Продукция поставляется предприятиям транспортировки газа и нефти, входящим в ОАО «Газпром», а также широкому спектру строительных организаций России и СНГ.
Всё оборудование для сварочных и газорезателькых работ прошло экспертизу в ООО «Газпром ВНИИГАЗ» на безопасность примене н ия консгрукций и имеет соответствующие заключения
Отдел маркетинга и сбыта Тел.; <34342} Сайт: и юу/.еЬр' atorri.ru
НЕ
E-mail: mai
на правах рекламы
Таблица 1. Частота встречаемости различных значений пористости гранулярных коллекторов венда на Оморинском лицензионном участке
Литологическое описание породы Коэффициент пористости, %
8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20
% от общего числа образцов по каждому литотипу
Алевролит 87,5 12,5
Песчаник мелкозернистый алевритовый 11,1 16,7 27,8 16,7 11,1 16,7
Песчаник мелкозернистый алевритистый 12,5 16,7 33,3 25 12,5
Песчаник средне-мелкозернистый алевритистый 28,6 28,6 42,9
Песчаник мелко-среднезернистый 1 образец
цемента). Присутствие регенерационного кварцевого и полевошпатового цемента свидетельствует о существенной преобразованности пород [3], содержание данного типа цемента составляет обычно не более 5%. Считается, что регенерационные цементы значительно изменяют конфигурацию и усложняют сообщаемость пор [4], [5].
Акцессорные минералы представлены цирконом, сфеном, турмалином, титаносодержащими минералами. Среди аути-генных минералов встречены кальцит, доломит, пирит, окислы железа, ангидрит. Часто в породах встречаются органические остатки (буровато-черные обломки растительного детрита) и наблюдаются пленки и примазки битумов,
которые, в свою очередь, заполняют открытые поры.
Отмечаются следующие постседимен-тационные изменения: карбонатизация, пелитизация зерен калиевых полевых шпатов, регенерация и частичное выщелачивание зерен полевых шпатов, регенерация обломков кварца, гидратация слюд, ангидритизация, стилолитизация,
Рис. 1. Изменение содержания породообразующих минералов и цемента по глубине в скважине 1 Камовской площади
Таблица 2. Диапазоны изменения гранулометрических фракций в различных типах пород пластов Б^Ш и Б^Ш-1 по скважине 1 Камовской площади
Литотип Количество образцов Содержание фракций, %
1-0,1 мм 0,1-0,01 мм <0,01 мм
Смешанные песчано-глинисто-алевритовые породы 3 13,9-46,8 45,0-48,3 8,3-40,0
Алевролиты 2 2,7-37,6 52,6-66,0 9,8-31,3
Песчаники м/з алевритовые 9 50,9-67,2 25,3-40,7 7,5-13,4
Песчаники м/з алевритистые 12 68,2-82,5 10,4-24,3 4,3-8,3
Песчаники разнозернистые 13 50,0-92,2 5,7-38,2 2,1-16,0
' (ООО
- 100
V
! Ю
^ 0.1
Р Г = о.т 9 # 1 * & г 0
4? < *1 * *1 * * » *
о N ■ 1
1 ** < 1 . 0
* * }
к 0 2 4 6 9 10 12 (.4 1$ 18 20 22
Коэффициент пористости. %
• осрашы веэ опрелегкния гран, состава О Песчаники м з аларншстае
о Смененные породы # ПСОМЩПИ М 3 алевритовые
♦ Алевролиты___________________________ ♦ Песчаники разно зернистые__________I
Рис. 2. График зависимости коэффициента проницаемости от коэффициента пористости для пластов Б^Ш и Б^Ш-1 по скважине 1 Камовской площади
-10
: ■
л 53
» 30
а -
20 ■
Я 15
10 ■
ъ -
0
,г. >
"'“V ..
-
ч •< 1 '%
&
'#1 ч ► \
* -Ю 1 1 .13 #• 1—“ 1ло Ы~1— Т
0 2 4 6 в 10 12 14 16 1$ 20 ;**
Коэффициент гарвсюсти. %
О Сменим ИС породы • Пссчзннкн м з ал сер] ето в ьге
• Ак&роовты * Песчанн кн ра шо зерннс ше
о Песшпш н.Ч алевритистые_________________________________________________
Рис. 3. График зависимости коэффициента пористости от общей карбонатности для пластов Б^Ш и Б^Ш-1 по скважине 1 Камовской площади
развитие конформных и инкорпораци-онных межзерновых контактов.
Таким образом, по данным петрографических исследований установлено,что коллекторы имеют довольно сложный состав и степень преобразованности. При этом влияние зернистости на ФЕС не является определяющим. Чтобы удостовериться в этом, в настоящей работе породы были разбиты на несколько литотипов по гранулометрическому составу. Основные из них - это песчаники алевритистые, песчаники алевритовые, разнозернистые песчаники (в основном мелко-среднезернистые и средне-мелкозернистые песчаники в различной степени глинистые и алевритистые) (табл. 2).
Из рисунка 2 очевидно, что даже образцы со сходным содержанием гранулометрических фракций обладают различной пористостью и проницаемостью. Установлено, что такие различия в ФЕС в основном связаны с различным содержанием цемента в образцах. Так, два образца разнозернистых песчаников со значениями коэффициента открытой пористости 2 и 2,8% по описанию шлифов являются сильно доломитизи-рованными. Содержание порового доломитового цемента составляет 31 и 25% соответственно. В то же время образцы с высокими значениями коэффициента пористости (более 13,1%) содержат менее 11% доломитового цемента. Рассмотрим подробнее группу образцов мелкозернистых алевритистых и алевритовых песчаников с коэффициентами пористости от 6 до 8,4% и сравним их с образцами, коэффициенты пористости которых изменяются в пределах от 18,2 до 19,4%. По описаниям шлифов образцы с низкими ФЕС обладают высо-
Рис. 4. Гранулометрический состав образцов керна из пласта Б^Ш-1 скважины 1 Камовской площади
ким содержанием доломитового цемента (>15%). Однако образец с пористостью, равной 8,4%, содержит доломитовый цемент в количестве 7%, кальцитовый - 2% и ангидритовый - 5%. Отсюда можно предположить, что при увеличении доли сульфатного цемента пористость снижется существеннее по сравнению с карбонатным. В группе образцов с пористостью от 18,2 до 19,4% содержание карбонатных минералов не превышает 2,5%, сульфатного цемента по описаниям шлифов здесь содержится не более 2%. В основном, как уже отмечалось, в пластах Б^Ш и Б^Ш-1 преобладает доломитовый цемент. Поэтому по образцам можно проследить связь между общей
карбонатностью и коэффициентом пористости (рис. 3). По группе образцов с пористостью от 16,7 до 19,4% видно, что содержание карбонатного цемента в количестве менее 3% практически не оказывает влияния на пористость. Образцы, имеющие низкую пористость при низком содержании карбонатов, содержат в значительном количестве глинистый и сульфатный цементы.
Для того чтобы лучше понять, насколько высоко влияние цемента на ФЕС и структуру порового пространства, можно исключить влияние некоторых структурных факторов, таких, например, как зернистость и отсортированность. Рассмотрим два образца (№ 132 и № 100)
средне-мелкозернистых алевритистых песчаников,хорошо отсортированных и с практически идентичным содержанием гранулометрических фракций (рис. 4). Кроме того, образцы имеют одинаковую микрослоистую текстуру и схожую степень окатанности обломков (полуугловатые и полуокатанные). Образец № 100 обладает повышенными ФЕС по сравнению с образцом № 132. Коэффициент открытой пористости для образца № 100 составляет 18,8%, а для образца № 132 - 8,1%. Значения коэффициентов проницаемости равны соответственно 179,2 и 5,2х10-3 мкм2. По минеральному составу обломочной части рассматриваемые образцы очень похожи (рис. 5). А вот цементирующего материала в образце с лучшими ФЕС содержится заметно меньше. Так, в образце № 100 содержание доломитового цемента составило 4%, а в образце № 132 - 15%. В незначительном количестве содержатся кальцитовый, ангидритовый, а также регенерационный кварцевый и полевошпатовый цементы. Для изучения порового пространства были привлечены данные капиллярометрических исследований (рис. 6). Очевидно, что в образцах имеет место различное распределение пор по размерам.
В образце № 132 содержание самых крупных пор, радиусом более 10,3 мкм, составляет лишь 27,6%, в то время как для образца № 100 их содержание почти вдвое больше и равно 51,7%. Содержание пор с радиусом 1,3-10,3 мкм всего на 2,1% меньше, чем в образце № 100. А вот содержание пор менее 1,3 мкм в образце № 132 на 22% больше.
Хг 13 2
□ К вари ■ Полевые шпаты
□ Обломки пород □ Слюды
□ Ка л ышт □Доломит
Рис. 5. Минеральный состав образцов керна из пласта Б^Ш-1
X* 100
О Кварц И Полевые Шпаты
■ Обломки пород ■ Слюлы
П Кальши В Дея омет
скважины 1 Камовской площади
Рис. 6. Распределение пор по размерам для образцов керна из пласта Б^Ш-1 скважины 1 Камовской площади
Таким образом, по данным капилля-рометрии установлено, что именно крупные поры вносят основной вклад в величины пористости и проницаемости. В результате доломитовой цементации объем крупных пор в образце № 132 вдвое меньше по сравнению с образцом № 100. При этом существенно усложняется структура порового пространства, пористость сокращается вдвое, а проницаемость - более чем в 30 (!) раз. Также можно предположить, что в образце с низкими ФЕС содержится большое количество закрытых пор, которые не идентифи-
цируются при капиллярометрических исследованиях.
По результатам изучения коллекторов пластов Б-УІІІ, Б-УІІІ-1 можно сделать вывод о том, что поровое пространство коллекторов пластов Б-УІІІ, Б-УІІІ-1 скважины 1 Камовской площади в результате постседиментационных процессов претерпело существенные изменения.
За счет вторичной преобразованности пород гранулометрический состав коллекторов, представленных песчаниками, не оказывает существенного влияния на пористость. Результирующее
влияние на пористость в коллекторах пластов Б-УІІІ и Б-УІІІ-1 скважины 1 Камовской площади оказывают минеральный состав, тип и количество цемента.
Различия по пористости и проницаемости в коллекторах пластов Б-УІІІ и Б-УІІІ-1 скважины 1 Камовской площади связаны в первую очередь с содержанием доломитового цемента. В результате доломитовой цементации коллекторы приобретают сложную структуру порового пространства, а их фильтрационно-емкостные свойства существенно снижаются.
Литература:
1. Качинскас И.В., Горлов И.В., Дорошенко А.А., Сердюкова В.А., Худорожков В.Г. Изучение взаимосвязей структурных особенностей и фильтрационно-емкостных характеристик коллекторов вендских отложений Оморинского лицензионного участка // Сб. науч. трудов ООО «ТюменНИИгипрогаз». - Тюмень: Флат, 2011. - С. 63-65.
2. Горлов И.В., Качинскас И.В., Санькова Н.В. Планирование разведки залежей в терригенных пластах венда на Омо-ринском лицензионном участке // «Нефтегазовая геология. Теория и практика», 2012. Т. 7. № 1. - http://www.ngtp.ru/ rub/4/15_2012.pdf.
3. Пушкарева М.М. Структура порового пространства песчаных пород ботуобинского горизонта и их связь со структурно-вещественными параметрами // Трофимуковские чтения молодых ученых - 2011: труды Всероссийской молодежной научной конференции с участием иностранных ученых, посвященной 100-летию акад. А.А. Трофимука. - Новосибирск: РИЦ НГУ, 2011. - С. 244-247.
4. Прошляков Б.К. Вторичные изменения терригенных пород-коллекторов нефти и газа. - М.: Недра, 1974. - 232 с.
5. Смехов Е.М., Дорофеева Т.В. Вторичная пористость горных пород-коллекторов нефти и газа. - Л.: Недра, 1987. - 96 с.
Ключевые слова: терригенный коллектор, фильтрационно-емкостные свойства, гранулометрический состав, проницаемость, пористость, цемент.
