CC BY
6
К ЗАЩИТЕ ДИССЕРТАЦИЙ
УДК 550.812.14
Методика комплексной оценки влияния литологических и структурных факторов на проницаемость пород-коллекторов Чаяндинского нефтегазоконденсатного месторождения
С.Ю. Ромащенко
ООО «Газпром ВНИИГАЗ», Российская Федерация, 142717, Московская обл., no. Ленинский, пос. Развилка, ул. Газовиков, зд. 15, стр. 1 E-mail: S_Romaschenko@vniigaz.gazprom.ru
Тезисы. Продуктивные отложения Чаяндинского нефтегазоконденсатного месторождения (ЧНГКМ) Ключевые слова:
характеризуются высокой степенью неоднородности (анизотропии), отражающейся в изменчивости данные
таких характеристик, как литология, проницаемость и пористость. В связи с этим целесообразны геофизических
оценка анизотропии по данным геофизических исследований скважин (ГИС) и ее учет при опреде- исследований
лении расчетных фильтрационных свойств пластов, а также при прогнозировании дебитов. скважин,
Для установления возможности разделения продуктивного разреза ЧНГКМ по степени одно- анизотропия,
родности проанализирована вся выборка данных ГИС с учетом индексов неоднородности, выделен- фильтрационные
ных по данным микросканеров. Путем интерполяции относительного процентного содержания од- свойства,
нородных коллекторов получены карты однородности продуктивных пластов. проницаемость,
В итоге оценки проницаемости с учетом литотипов и неоднородности продуктивного интервала литология. получены карты проницаемостей продуктивных горизонтов. Такой методический подход позволяет составить более достоверный прогноз добычных возможностей скважин.
Изменчивость литологического состава, неоднородность структуры характерны для коллекторов Чаяндинского нефтегазоконденсатного месторождения (ЧНГКМ). Это необходимо учитывать при разработке методики определения подсчетных параметров. В связи с этим целесообразны оценка анизотропии по данным геофизических исследований скважин (ГИС) и ее учет при определении расчетных фильтрационных свойств пластов [1].
Для разработки критериев оценки неоднородности по данным ГИС обработаны данные микросканеров по 14 скважинам [2, табл. 1], увязанные по глубине с данными стандартного и дополнительного комплекса ГИС, а также с литологическим макроописанием керна и результатами петрофизических исследований [3, 4]. Отмечено, что в исследованных микросканерами скважинах в ботуобинском горизонте преобладают однородные разности, а доля коллекторов с неоднородным строением, по данным FMI (азимутальный электрический микроимиджер, англ. formation micro imager), существенно ниже, чем слабо неоднородных и однородных. Такие выводы хорошо согласуются с литологическим описанием керна, по которому пропластки аргиллитов и алевролитов, чаще толщиной от первых миллиметров до нескольких сантиметров, в основном встречаются в подошвенной части горизонта. Только в отдельных скважинах песчаники нижней части ботуобинского горизонта замещаются переслаиванием аргиллитов, песчаников и алевролитов (скв. 321-19, 321-2, 847, 849). Это соответствует условиям формирования горизонта, в основном представленного отложениями барового тела [5. - C. 147: рис. 4.].
« 104 s
Я1
103 102 101
100
10-
!
s
« 104 s
Я1
103 102 101
0 12 3 4
Индекс неоднородности, по FMI, ГИС и керну
100
10-
N
■ ;
>
0 12 3 4
Индекс неоднородности, по FMI, ГИС и керну
« 104 S
¥ «
103
102
101
100
10-
1
о песчаник О алевролит • гравелит
0 12 3 4
Индекс неоднородности, по FMI, ГИС и керну
Рис. 1. Анализ значений коэффициента проницаемости по керну, измеренных на образцах для отложений различных классов неоднородности, установленных по данным ГИС: а - ботуобинский горизонт; б - хамакинский горизонт; в - талахский горизонт
Основная сложность в изучении неоднородных коллекторов методами ГИС состоит в том, что непроницаемые элементы неоднородности имеют размеры от десятых долей миллиметра до 20...25 см, а методы ГИС с небольшим вертикальным разрешением регистрируют вертикальные характеристики. В результате пластопересечения характеризуются параметрами ГИС, отражающими интегральные свойства текстурно-неоднородных пород.
Для установления возможности разделения продуктивного разреза ЧНГКМ по степени однородности проанализирована вся выборка данных ГИС с учетом индексов неоднородности,
выделенных по микросканерам. В результате разработан коэффициент однородности К, отражающий изменение глубины зоны проникновения в пласте-коллекторе. Коэффициент К увеличивается в однородных пластах и уменьшается в неоднородных, что связано с интегрированным отображением на данных разноглубинного электромагнитного каротажа переслаивания пропластков с отсутствием и наличием проникновения и его глубиной. Граничные значения К были установлены по дифференциальным распределениям [5, с. 148: рис. 5].
По установленным критериям в разведочных скважинах ЧНГКМ с различным
б
а
в
« 104 з
103 102 а 101
100
10-
10-
О О о о п <р Щъ.
1 ОЛ) ° ё ОР Ял щ ¡е у •оВ о
] /? V: / / 0 уОр&Ъ ° о о
г /
г
« 104 103 102 101
100
10-
0 0,04 0,08 0,12 0,16 0,20 0,24 Кпзф (капилляриметрия), д.ед.
10-:
•
-о/ • /
Р
0 0,04 0,08 0,12 0,16 0,20 0,24 Кпзф (капилляриметрия), д.ед.
б
Песчаник: Коллекторы:
• глинистый • ангидритизированный — однородные
о засолоненный о малозернистый — средней однородности
о глинистый засолоненный о среднезернистый — неоднородные
• карбонатизированный • крупнозернистый
О алевролит С гравелит
О алевролит глинистый О гравелит засолоненный
Рис. 2. Ботуобинский горизонт. Зависимости Кпр от Кп.эф, дифференцированные по неоднородности: а - среднезернистые и мелкозернистые песчаники; б - алевролиты, глинистые песчаники
« 104 з
103 102
а 101
100
10-
10-:
"¡Г
-А » 5 г;'" У*?_> V®
о ШъФ о
о ж »0 о о о о о
Ш к > «ал®0 о г р СР О
о
0 0,04 0,08 0,12 0,16 0,20 0,24 Кпзф (капилляриметрия), д.ед.
« 104 з
м
103 102 101
100
10-
10-:
Уо
о о о о< г 0* о Уха У В6 -
£ О 1» 1 /о/, /г игДР А 4уг "о у'
• л Ж| ш* >0 ^ЯМЖЛ ¡пГм / о 1
оошй Ь ос
0 0,04 0,08 0,12 0,16 0,20 0,24 Кпзф (капилляриметрия), д.ед.
б
Рис. 3. Хамакинский горизонт. Зависимости Кпр от Кп.эф, дифференцированные по неоднородности: а - крупнозернистые и среднезернистые песчаники: б - мелкозернистые песчаники. Здесь и далее на рис. 4-6 условные обозначения см. на рис. 2
« 104 s
м
103 102
а 101 100
10-
10-:
'ê Ф > ^^
OqMifL w
m »
F
« 104 S
M
103 102 101
100
10-1
0 0,04 0,08 0,12 0,16 0,20 0,24 Кпзф (капилляриметрия), д.ед.
10-:
ф
о -Л / S /
¿1= о 7 о у/ §
Ï
а/г Ш1 ° 1
mi °
0 0,04 0,08 0,12 0,16 0,20 0,24 Кпзф (капилляриметрия), д.ед.
Рис. 4. Хамакинский горизонт. Зависимости Кпр от Кп.эф, дифференцированные по неоднородности: а - алевролиты, глинистые песчаники, переслаивание песчаников
и алевролитов;б - гравелиты
« 104 S
M
103 102
а ю1 100
10-
10-:
ï.
' -Ь о'Х л 'Хщ i'-'fk
о VoXj ¿•о у о ц YWа а ¿У*^
« ° о «на шШ р: о
о
1
« 104 s
м
103 102 101
100
10-1
0 0,04 0,08 0,12 0,16 0,20 0,24 Кпзф (капилляриметрия), д.ед.
10-:
11 о о 'ф
' О/ Г */ о > М/ g/^Z О № /П О у
Kf ГУ OÏHj'e
1 /
0 0,04 0,08 0,12 0,16 0,20 0,24 Кпзф (капилляриметрия), д.ед.
Рис. 5. Талахский горизонт. Зависимости Кпр от Кп.эф, дифференцированные по неоднородности: а - крупнозернистые и среднезернистые песчаники; б - мелкозернистые песчаники, алевролиты, глинистые песчаники, переслаивание
песчаников и алевролитов
комплексом ГИС выделены однородные и неоднородные коллекторы [5, с. 150: рис. 6]. Результаты оценки однородности продуктивных интервалов предложенным методом согласуются с результатами оценки однородности по FMI.
С учетом разработанных критериев в разрезе разведочных и эксплуатационных скважин выделены интервалы, характеризующиеся разной степенью анизотропности [5, с. 152: рис. 9]. Процентное соотношение пород разной степени неоднородности, установленное
б
б
« 104 з
м
103 102 101
100
10-
0
°о у
ЩШ1 о
V (IIIIII
100 0,04 0,08 0,12 0,16 0,20 0,24 Кпзф (капилляриметрия), д.ед.
Рис. 6. Талахский горизонт. Зависимость Кпр от Кп.эф для гравелитов, дифференцированная по неоднородности
по ГИС в разрезе эксплуатационных скважин, согласуется с аналогичными данными о разведочных скважинах. В зависимости от степени анизотропии при оценке проницаемости для литотипов осуществлялась дополнительная дифференциация зависимостей проницаемости от пористости, что позволило более достоверно определять фильтрационные характеристики пород в эксплуатационных скважинах и соответственно более корректно оценивать прогнозные продуктивные характеристики скважин.
В результате анализа коэффициента проницаемости (Кпр) на образцах керна для разной степени однородности отложений продуктивных горизонтов установлено его закономерное и равномерное уменьшение при увеличении степени неоднородности (рис. 1).
Градация зависимостей по неоднородности осуществлялась исходя из имеющейся дисперсии данных Кпр = ./(Кпзф), где К^ф - коэффициент эффективной пористости, в предположении наличия трех типов неоднородности по наличию тонких глинистых прослоев и равномерности уменьшения Кпр при увеличении степени неоднородности. При этом для отложений средней однородности принята осредненная зависимость, разработанная по данным «керн -керн». Это предположение подтверждается
статистическим анализом определения Кпр для пропластков в разных диапазонах пористости. При этом для сопоставимости анизотропии пропластка и измерений Кпр образцов керна рассматривались пропластки толщиной более 1 м с наличием определений Кпр не менее 3. Обоснование градации зависимости Кпр = /(Кп), где Кп - коэффициент пористости, от неоднородности для песчаников мелкозернистых хамакинского горизонта приведено ранее [6, с. 132: рис. 6.]. Результаты дифференциации зависимостей представлены на рис. 2-6.
Путем интерполяции относительного процентного содержания однородных коллекторов получены карты однородности продуктивных пластов (рис. 7-9).
Результаты площадного анализа данных об однородности согласуются с данными FMI-каротажа скважин [5]. Наиболее однородным является ботуобинский горизонт, а наименее однородным - талахский. Внутри пласта наиболее однородные интервалы приурочены в основном к купольной части залежи. Сопоставление данных 2D-моделей однородности и проницаемости по продуктивным горизонтам показало:
• ботуобинский горизонт наиболее однороден на северо-западе и юге, проницаемость наиболее высокая на северо-западе;
• хамакинский горизонт однороден в восточной, центральной и южной частях, в то же время его проницаемость наиболее высока в центральной и северной частях;
• талахский горизонт наименее однородный, однородные толщины сосредоточены в центре, проницаемость также низкая.
Такая изменчивость степени однородности связана с особенностями осадконакопления месторождений, приуроченных к приливно-отливным равнинам.
В итоге оценки проницаемости, проведенной с учетом литотипа и неоднородности продуктивного интервала, получены карты проницаемостей продуктивных горизонтов (рис. 10-12). Такой методический подход позволяет составить более достоверный прогноз добычных возможностей скважин. Кроме того, путем наложения карт однородности и проницаемости можно выделить наиболее однородные и проницаемые площади для учета при проектировании разработки месторождения (рис. 13-15).
630 250 100 40 16 6,3 2,5 1,0 0,4 0,2
зона наиболее высоких значений однородности и проницаемости
***
Таким образом, разработана методика комплексной оценки влияния литологичес-ких факторов на проницаемость. Зависимость проницаемости от однородности не носит прямого характера, значительно влияние ли-тотипов продуктивных интервалов. Оценка
неоднородности позволяет оценивать проницаемость с большей долей достоверности, избегая ее завышения.
Комплексирование моделей проницаемости и однородности позволяет выделять наиболее перспективные для разработки зоны (с повышенным стартовым дебитом).
Список литературы
1. Страхов П.Н. Исследование неоднородностей нефтегазоносных месторождений /
П.Н. Страхов, В.Н. Колосков, О.А. Богданов и др. - М.: Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина, 2018. - 189 с.
2. Сасина Э.А. Микроимиджеры - прогрессивный метод для исследования карбонатного разреза / Э.А. Сасина, В.А. Федорина,
М.З. Исакова // Актуальные проблемы нефтегазовой отрасли Северо-Кавказского федерального округа: материалы VI ежегодной научно-практической конференции СевероКавказского федерального университета «Университетская наука - региону». -Ставрополь, 2018. - С. 56-59.
3. Рыжов А.Е. Типы и свойства терригенных коллекторов венда Чаяндинского месторождения / А.Е. Рыжов // Вести газовой науки: науч.-техн. сб. - М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2013. - № 1 (12): Актуальные вопросы исследований пластовых систем месторождений углеводородов. - С. 145-160.
4. Поляков Е.Е. Продуктивность сложнопостроенных терригенных коллекторов венда Чаяндинского месторождения
в зависимости от литолого-петрофизических
свойств и геолого-технических условий вскрытия отложений / Е.Е. Поляков, Е.А. Пылев, И.В. Чурикова и др. // Территория Нефтегаз. - 2017. - № 12. - С. 22-32 с.
5. Ромащенко С.Ю. Методика выделения мезоанизотропии пород-коллекторов по данным разноглубинных методов электрического каротажа для уточнения фильтрационно-емкостных свойств при эксплуатационном бурении Чаяндинского нефтегазоконденсатного месторождения / С.Ю. Ромащенко// Вести газовой науки: науч.-техн. сб. - М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2021. - № 3 (48): Проблемы ресурсного обеспечения газодобывающих районов России. - С. 141-153.
6. Чурикова И.В. Дифференцированное определение фильтрационно-емкостных свойств неоднородных коллекторов вендских отложений Восточной Сибири по данным геофизических исследований скважин
(на примере Чаяндинского и Ковыктинского месторождений) / И.В. Чурикова, Е.А. Пылев, Е.Е. Поляков и др. // Вести газовой науки: науч.-техн. сб. - М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2021. - № 3 (48): Проблемы ресурсного обеспечения газодобывающих районов России. - С. 127-140.
Procedure for complex assessing lithological and structural effects on permeability of reservoir rocks at Chayanda oil-gas-condensate field
S.Yu. Romashchenko
Gazprom VNIIGAZ LLC, Bld. 1, Estate 15, Gazovikov street, Razvilka village, Leninskiy urban district, Moscow Region, 142717, Russian Federation E-mail: S_Romaschenko@vniigaz.gazprom.ru
Abstract. Productive sediments at Chayanda oil-gas-condensate field are notable for high heterogeneity (anisotropy), providing alterability of lithologic characteristics, porosity and permeability. Therefore, it will be reasonable to asses this anisotropy using well logs and to consider it while calculating filtration properties for formations and predicting well flow rates.
To investigate the possibility of categorizing the Chayanda productive interval according to the levels of homogeneity, the entire array of the well logs was analyzed with consideration of the heterogeneity indices selected referring to microscanner images. Interpolation of the percentage composition of the heterogeneous reservoirs gave the maps of homogeneity for the Chayanda productive horizons.
Following the permeability assessment with respect to the lithotypes and heterogeneity of the productive
interval, the permeability maps for productive horizons were compiled. Such approach enables more reliable
forecasting of the possible well productivity.
Keywords: log data, anisotropy, filtration properties, permeability, lithology.
References
1. STRAKHOV, P.N., V.N. KOLOSKOV, O.A. BOGDANOV, et al. Studying heterogeneities of oil-gas-bearing fields [Issledovaniye neodnorodnostey neftegazonosnykh mestorozhdeniy]. Moscow: National University of Oil and Gas «Gubkin University», 2018. (Russ.).
2. SASINA, E.A., V.A. FEDORINA, M.Z. ISAKOVA. Microimagers as a progressive method for testing carbonbearing columns [Mikroimidzhery - progressivnyy metod dlya issledovaniya karbonatnogo razreza]. In: Topical problems ofpetroleum industry at North-Caucasus Federal District [Aktualnyye problem neftegazovoy otrasli Severo-Kavkazskogo federalnogo okruga]: collected bk. Stavropol, Russia: North-Caucasus Federal University, 2018, pp. 56-59. (Russ.).
3. RYZHOV, A.Ye. Types and properties of the clastic Vendian reservoirs of Chayandinskoe NGKM [Tipy i svoystva terrigennykh kollektorov venda Chayandinskogo mestorozhdeniya]. Vesti Gazovoy Nauki: collected scientific technical papers. Moscow: Gazprom VNIIGAZ LLC, 2013, no. 1 (12): Actual problems of studies of hydrocarbon field bedded systems, pp. 145-160. ISSN 2306-8949. (Russ.).
4. POLYAKOV, Ye.Ye., Ye.A. PYLEV, I.V. CHURIKOVA, et al. Productivity of complex terrigenous Vendian reservoirs of Chayanda field depending on lithological-petrophysical properties and geological-engineering conditions of deposit uncapping [Produktivnost slozhnopostroyennykh terrigennykh kollektorov venda Chayandinskogo mestorozhdeniya v zavisimosti ot litologo-petrofi zicheskikh svoistv i geologo-tekhnicheskikh usloviy vskrytiya otlozheniy]. Territoriya neftegaz. 2017, no. 12, pp. 22-32. ISSN 2072-2745. (Russ.).
5. ROMASHCHENKO, S.Yu. Procedure for singling out mesoanisotropy of reservoir rocks according to data of multi-depth electric logging to precise porosity and permeability during production drilling at Chayanda oil-gas-condensate field [Metodika vydeleniya mezoanizotropii porod-kollektorov po dannym raznoglubinnykh metodov elektricheskogo karotazha dlya utochneniya filtratsionno-yemkostnykh svoystv pri ekspluatatsionnom burenii Chayandinskogo neftegazokondensatnogo mestorozhdeniya]. Vesti Gazovoy Nauki: collected scientific technical papers. Moscow: Gazprom VNIIGAZ LLC, 2021, no. 3(48): Issues for resource provision of gas-extractive regions of Russia, pp. 141-153. ISSN 2306-8949. (Russ.).
6. CHURIKOVA, I.V., Ye.A. PYLEV, Ye.Ye. POLYAKOV, et al. Graded determination of porosity and permeability properties for heterogeneous Vendian reservoirs at Eastern Siberia according to well logging data. Cases of Chayanda and Kovykta fields [Differentsirovannoye opredeleniye filtratsionno-yemkostnykh svoystv neodnorodnykh kollektorov vendskikh otlozheniy Vostochnoy Sibiri po dannym geofizicheskikh issledovaniy skvazhin (na primere Chayandinskogo i Kovyktinskogo mestorozhdeniy)]. Vesti Gazovoy Nauki: collected scientific technical papers. Moscow: Gazprom VNIIGAZ LLC, 2021, no. 3(48): Issues for resource provision of gas-extractive regions of Russia, pp. 127-140. ISSN 2306-8949. (Russ.).
