CC BY
531
Борисов А.Г.
ООО «ТюменНИИгипрогаз»
E-mail: borisov@tngg.info
КОМПЛЕКС ПЕТРОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ КЕРНА ДЛЯ ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
За последние 25 лет комплекс керновых исследований для нефтегазовых месторождений практически не пересматривался. Рекомендуемый в РД 39-0147716-505-85 комплекс существенно устарел и полностью практически не выполняется. В связи с этим, автором разработан новый комплекс адаптированный для газовых месторождений Западной Сибири, который рекомендуется сделать обязательным.
Ключевые слова: керн, петрофизика, исследования, комплекс.
Необходимость комплексного исследования керна диктуется необходимостью получения максимального количества геологчиески полезной информации. При этом под понятием «комплексное исследование» понимается не набор большого количества анализов сформированный по принципу «всех понемножку», а комплекс согласованных между собой исследований удовлетворяющий условию достаточности и ориентированный на конкретный объект. К сожалению зачастую приходится констатировать первый вариант «комплексного исследования», что обусловлено стремлением лабораторий освоить выделенные деньги, а не изучить породу. Неграмотное формирование коллекций образцов, недостаточная плотность исследований, несогласованность коллекций между собой, превращают результаты исследований в большой объем бесполезной информации, которая пригодна лишь для приблизительной оценки свойств коллекторов.
Также весьма часто приходится наблюдать скудный комплекс исследований, состоящий как правило только из стандартных анализов, что обусловлено желанием предприятия - заказчика сэкономить средства, низким техническим оснащением лаборатории - исполнителя и нежеланием отдавать работу на субподряд.
Работы по созданию типовых комплексов исследований ведутся более 30 лет. Один из первых типовых комплексов разработанный министерством нефтяной промышленности описан в РД 39-0147716-505-85 [1]. Комплекс был разработан для нефтяных месторождений и не учитывал специфику разных нефтегазоносных провинций. На данный момент этот комплекс существенно устарел, не учитывает возможности современного оборудования, потребностей в
геологической информации и полностью практически не выполняется. Однако взамен ему другого комплекса разработано не было. В 1998 г. институтом ТюменНИИгипрогаз были разработаны комплексы для нижнемеловых, верхнемеловых, юрских и доюрских залежей севера Западной Сибири [2]. Данные комплексы во многом повторяли комплекс из РД 39-0147716-50585 и также устарели. В связи с этим автором была поставлена задача разработать новый комплекс, который бы отвечал потребностям промысловой геологии и геофизики и гидродинамического моделирования разработки, при этом исключив неинформативные исследования, результаты которых не используются на практике.
Принципиальными отличиями разработанного комплекса является его:
- Гибкость. Объем исследований не базируется на одном параметре (проходке или количестве образцов) а зависит от количества продуктивных пластов, характера их насыщения и степени однородности.
- Целевая ориентированность. Каждое исследование преследует конкретную цель. Некоторые исследования могут быть включены или исключены в зависимости от поставленной задачи.
- Комплексность. Комплекс основан на принципах: единой пробы; пирамидальном принципе; совмещения исследований. Что позволяет строить многомерные связи, сократить трудозатраты и повысить информативность исследований.
В основе комплекса лежит пирамидальный принцип - более редкие исследования всегда сочетаются с более массовыми на одних образцах. Это позволяет строить различные петрофизи-ческие связи по этим образцам. Пирамида фор-
Таблица 1. Комплекс исследования керна
Исследуемые свойства (вид анализа,операция) Объем исследований Цели исследований
1 2 3
Исследования на полноразмерном керне
Фотографирование в ящиках при получении Весь керн Контроль технического состояния керна полученного от буровой компании
Подробное литологическое описание Весь керн ЛПХ, Пр,
Гамма - спектрометрия и плотнометрия Весь керн Пр
Продольная распиловка Весь керн Повышение информативности фотографирования
Фотографирование в дневном и ультрафиолетовом - Свете Весь керн ЛПХ, ЛФА, выделение интервалов карбонатизации и насыщения углеводородами
Профильная газопроницаемость Весь керн Повышение информативности стандартных исследований для ГДМ. Оценка неоднородности ФЕС пластов
Выявление признаков наличия карбонатных минералов (кальцит, доломит, сидерит, анкерит) визуально и по реакции с НС1 Весь керн Выделение карбонатизированных интервалов
Содержание карбонатных минералов (кальцит, доломит, сидерит) В интервалах имеющих признаки карбонатных минералов ЛПХ, ПЗ
Отбор образцов на стандартные исследования В непроницаемых породах -1 обр./м (^- напластованию) В предполагаемых коллекторских пропластках - 4 обр./м (У напластованию) +1 обр. (^-напластованию) Оценка герметичности пород-покрышек Изучение свойств пород-коллекторов и их анизотропии
Стандартные исследования
Абсолютная газопроницаемость Все образцы ПЗ, ГДМ, ГИС, отбор коллекций на специальные исследования
Открытая пористость, с расчетом объемной и кажущейся минералогическая плотности (по керосину и воде) Все образцы ПЗ, ГДМ, ГИС, отбор коллекций на СИ
Удельное электрическое сопротивление при 100% водонасыщенности Все образцы ГИС
Водоудерживающая способность с замером УЭС и эффективной газопроницаемости Все образцы из пластов-коллекторов ЛПХ, ГИС, ГДМ
Гамма-спектрометрия на образцах керна Все образцы ГИС
Формирование коллекций на специальные и литологоминералогические исследования 5-15 обр. на пласт коллектора в зависимости от неоднородности пласта.
Специальные исследования
Кривые капиллярного давления с определением параметра насыщения и эффективной проницаемости на каждой точке 5-15 обр. на пласт коллектора ПЗ, ГДМ, ГИС, отбор на фильтрационные эксперименты
Смачиваемость поверхности пор В образцах имеющих признаки гидрофобности или смешанной смачиваемости ЛПХ, ПЗ, ГДМ, ГИС
Открытая пористость в пластовых условиях 5-15 обр. на пласт коллектора ПЗ, ГДМ, ГИС
Продолжение табл.
1 2 3
Абсолютная газопроницаемость в пластовых условиях 5-15 обр. на пласт коллектора ПЗ, ГДМ, ГИС
УЭС в пластовых. Условиях 5-15 обр. на пласт коллектора ГИС
Интервальные времена пробега продольных и поперечных волн, с расчетом упругих констант (модуль Юнга, коэффичиент Пуассона, модуль сдвига, коэф-т объемной сжимаемости) 5-15 обр. на пласт коллектора ГИС, сейсмика, ГДМ, проектирование гидроразрыва пласта
Влияние эффективного давления на пористость и проницаемость 5-15 обр. на пласт коллектора гдм
Прочностные свойства (пределы прочности на сжатие и растяжение) 5-15 обр. на пласт коллектора + 1-2 на пласт неколлектора Расчет оптимальных репрессий при бурении и гидроразрыве пласта
Определение модуля Юнга и коэффициента Пуассона прямым, статическим методом 1 -2 обр из наиболее хрупких и наиболее прочных пород-коллекторов ГДМ, моделирование гидроразрыва пласта
Относительные фазовые проницаемости (по нефти, воде, газу и конденсату) В перспективных эксплуатационных объектах, не менее 3 экспериментов на пласт по каждой системе насыщающих флюидов ГДМ, прогноз притока
Коэффициенты вытеснения нефти и газа различными агентами В перспективных эксплуатационных объектах, не менее 3 экспериментов на пласт с использованием предполагаемых жидкостей вытеснения ГДМ, оценка извлекаемых запасов
Литолого - минералогические исследования
Рентгено -структурный анализ 5-15 обр. на пласт коллектора + пласты неколлекторов ЛПХ , ПЗ, ЛФА
Рентгено - спектральный анализ 5-15 обр. на пласт коллектора + пласты неколлекторов ЛПХ , ПЗ, ЛФА
Растровая электронная микроскопия с микротомографией и спектральным анализом 5-15 обр. на пласт коллектора + пласты неколлекторов ЛПХ , ПЗ, ЛФА
Гранулометрический состав 5-15 обр. на пласт коллектора ЛПХ , ПЗ, ЛФА
Исследование пород в шлифах с подсчетом распределений сечений пор и зерен 5-15 обр. на пласт коллектора ЛПХ , ПЗ, ЛФА
Определение содержания органического углерода и пиролитические исследования В перспективных пластах имеющих признаки рассеянного органического вещества ЛПХ , ПЗ, ЛФА
Сокращения: ПЗ - подсчет запасов; ГИС - обоснование методов интерпретациии ГИС; ГДМ - гидродинамическое моделирование; ЛПХ - литолого-петрофизическая характеристика пород; ЛФА - лито-фациальный анализ; Пр - привязка интервалов отбора к данным ГИС
мируется следующим образом. Сначала выполняются исследования на полноразмерном керне. Этим исследованиям подвергается весь керн. Затем происходит выборочное высверливание цилиндрических образцов согласно описанному ниже принципу. На всех образцах выполняются стандартные исследования. После этого из них отбираются наиболее однородные и представительные образцы для специальных исследований. Из этих образцов формируются коллекции. Количество коллекций определяется
количеством изучаемых пластов, а объем - от степени их однородности. Каждый пласт должен быть охарактеризован не менее чем 5 образцами. Если 5 образцов недостаточно чтобы выявить нужные петрофизические связи приемлемого качества, то коллекция должна быть расширена до необходимого количества(принцип достаточности). Все образцы коллекции проходят весь набор специальных и литолого-мине-ралогических исследований (исключение составляют дорогостоящие исследования и породы, в
которых проведение отдельных исследований не имеет смысла). После чего отбираются образцы на дорогостоящие единичные исследования. Таким образом, образцы дошедшие до верхнего уровня имеют весь набор исследований нижних уровней, что позволяет обнаруживать в них связи с любым свойством из предыдущих уровней.
При формировании комплекса также были учтены следующие моменты свойственные отложениям Западной Сибири: выраженное влияние глинистой составляющей скелета на большинство свойств породы и недостаточное освещение литологическими исследованиями. В связи с этим были сделаны следующие доработки: в стандартном комплексе введена гамма - спектрометрия образцов (гамма-активность является функцией глинистости определяемая по ГИС) и обязательные литологические исследования образцов прошедших специальные исследования. Последнее позволяет проводить корреляции между литологическими особенностями и ФЕС, что весьма полезно при подборе методов интенсификации добычи.
Выполнение комплекса (таблица 1) в полном объеме позволяет обнаруживать многомерные связи между следующими группами параметров:
1. Пористость, проницаемость, глинистость, гранулометрические коэффициенты, ос-
таточная водонасыщенность, скорости распространения упругих волн, гамма-активность, параметр пористости, плотность, литологические особенности, минеральный состав, сжимаемость порового пространства, упругие константы, пределы прочности, смачиваемость, коэффициенты вытеснения углеводородов, форма кривых капиллярного давления и относительных фазовых проницаемостей.
2. Параметр насыщения, водонасыщен-ность, капиллярное давление эффективная проницаемость, фазовые проницаемости.
На основании этих связей возможно получение статистических распределений петрофи-зических свойств приведенных к условиям пласта в конкретной точке залежи. Последнее позволяет наиболее правильно выбрать вариант разработки и мероприятия по интенсификации добычи. Применение данного комплекса позволит существенно повысить эффективность исследований керна, увеличить объем полезной информации для подсчета запасов углеводородов, интерпретации методов ГИС и гидродинамического моделирования разработки. Комплекс рекомендуется к повсеместному применению на газовых (нефтегазовых, нефтегазоконденсатных) месторождениях Западной Сибири. Также имеет смысл разработка аналогичных комплексов для других нефтегазоносных провинций.
25.01.2011
Список литературы:
1. РД 39-0147716-505-85 Порядок отбора, привязки, хранения, движения и комплексного исследования керна и грунтов нефтегазовых скважин. Миннефтепром, М., 1986, 32с..
2. РД 00158758-198-98 Регламент по отбору, транспортировке, хранению и исследованию каменного материала на месторождениях севера западной сибири. ТюменНИИгипрогаз, Тюмень, 1998, 56с.
Сведения об авторе:
Борисов Александр Геннадьевич, заведующий сектором, ООО «ТюменНИИгипрогаз» 625019, г. Тюмень, ул. Воровского, 2, тел. (3452) 286481, e-mail: borisov@tngg.info
UDC 550.8.028
Borisov A.G.
E-mail: borisov@tngg.info
PETROPHYSICAL ANALYSIS SUITE FOR WEST-SIBERIAN GAS FIELDS
Practically core analysis suite has not been changed in last 25 years. Suite, recommended by management directive RD 39-0147716-505-85, is considerably out-of-date and not used wholly. Therefore a new suite had been designed by author of this article. Suggested suite were adapted for West-Siberian fields and recommended to be required.
Key words: core, petrophysics, exploration, suite.
Bibliography:
1. RD 39-0147716-505-85 The order of coring, shifting, storing, moving and comples analysis of cores and soils from oil and gas wells. Minnefteprom, Moscow., 1986, 32p..
2. RD 00158758-198-98 Regulations for coring, transporting, storing and analising rock material from fields of the West -Siberian. TyumenNIIgiprogas, Tyumen, 1998, 56p.
