Научно-методическое обоснование петрофизических и интерпретационных моделей низкоомных и засолоненных терригенных коллекторов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.10, кандидат геолого-минералогических наук Никифорова, Ольга Геннадьевна

• Никифорова, Ольга Геннадьевна
• кандидат геолого-минералогических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Никифорова, Ольга Геннадьевна

ВВЕДЕНИЕ;.:.

ГЛАВА 1. Современное состояние геолого-геофизической изученности низкоомныхколлекторовюрыисложных терригенньтхпородподсолевого комплекса;. —. 1 Of

ГЛАВА 2. Характеристика изучаемых продуктивных толщ но геолого-геофизическим данным.—

2.1. Литолого-пе1рофизическая характеристика пород юрского возраста:. —. 20'

2.1Л . Кынское месторождение.20?

211.2. Верхне-Черногорское месторождение:.

2.1.31 Сибирское месторождение.—.36;

21Г4; Аральское месторождение:. 4Щ

2.1.5. Общие черты и специфические особенности отложений юрского возраста рассмотренных месторождений.

2.2. Продуктивная толща нижневендского возраста (ярактинский -я горизонт).

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Научно-методическое обоснование петрофизических и интерпретационных моделей низкоомных и засолоненных терригенных коллекторов»

Актуальность проблемы

В настоящее время внимание специалистов нефтегазовой промышленности все больше обращено к ресурсам нефти и газа, заключенным в сложных, с геологической точки зрения, объектах. К таким объектам, например, относятся карбонатные и терригенные породы сложного состава и строения, глубокозалегающие породы-коллекторы фундамента, залежи с аномальными пластовыми давлениями и др. С середины 80-х годов прошлого века и до настоящего времени доля объектов, отличительной особенностью которых являлись выдержанность по разрезу и площади фильтрационно-емкостных свойств коллекторов, значительные толщины и, как следствие, четко выраженная1 геофизическая характеристика, в общем количестве разведанных месторождений неуклонно сокращается. При этом открываемые залежи I углеводородов нередко приурочены к сложно построенным терригенным коллекторам, которые отличаются значительной неоднородностью, малыми 1.5 - 2м толщинами, сложной структурой порового пространства и, как следствие, значительной вариацией фильтрационно-емкостных свойств, что неизбежно приводит к снижению информативности геофизических исследований скважин. Промышленное освоение таких залежей требует предварительной детальной геологической и геофизической изученности.

Исследования автора посвящены разработке методики определения подсчетных параметров в сложных терригенных коллекторах нефти и газа. Основное внимание уделено низкоомным терригенным породам юрского возраста и коллекторам подсолевого комплекса, осложненным засолонением.

Низкие значения удельного электрического сопротивления пород-коллекторов создают трудности при определении эффективных толщин, установлении характера насыщения, коэффициентов нефтегазонасыщенности и положения флюидальных контактов, что может привести к серьезным ошибкам 4 при« созданиш геологической; модели исследуемого объекта и подсчете: запасов углеводородов: Трудности? интерпретации? геолого-геофизических материалов терригенных: разрезов: подсолевого комплекса; связаны. со сложным строением коллекторов; по? составу слагающих их минералов» и структуре емкостного пространства: Повсеместно? в коллекторах встречаются? прослои^ уплотненные вследствие частичного или; полного засолонения: Наличие кристаллизованного галига в емкостном; пространстве породы, наравне с глинистым цементом, значительно ¡снижает эффективность оценки пористости методами ГИС, создает сложности» при; выделении* засолоненных пород в разрезе ш разделении их на коллекторы и неколлекторы.

Объектом исследований являлись отложения верхней и средней юры месторождений Западной Сибири и Узбекистана: Сложно построенные терригенные породы, подсолевого комплекса? изучены на примере отложений нижнего венда (ярактинский горизонт) одного из месторождений Восточной Сибири.

Цель исследований

Целыо исследований* являлась разработка и обоснование петрофизических и интерпретационных моделей ГИС для; определения эффективных толщин, оценки. емкостных свойств и насыщенности низкоомных отложений« юрского возраста, и осложненных засолонением терригенных пород подсолевого комплекса: Основные задачи исследований^

1. Анализ современного состояния геолого-геофизической изученности низкоомных терригенных отложений, приуроченных к юрскому возрасту, и терригенных пород венда, приуроченных к отложениям нижнемотской подсвиты, широко распространенных на территории Восточной Сибири.

2. Разработка и обоснование методического подхода выбора метода ГИС для определения истинного удельного сопротивления пород в низкоомных отложениях юрского возраста.

3. Усовершенствование методики оценки характера ш степени нефтегазонасыщенностинизкоомных терригенных коллекторов подданным гис.

4. Уточнение основных петрофизических зависимостей, получение и обоснование количественных; критериев для разделения пород, на коллекторы и неколлекторы в терригенных отложениях ярактинского горизонта.

5. Разработка критериев выделения? засолоненных коллекторов ; по данным ЕИС и результатам анализов представительного керна:

6. Усовершенствование методики определения пористости и нефтегазонасыщенности в засолоненных терригенных коллекторах по данным ГИС.

Методы решения поставленных задач:

Для решения поставленных задач в диссертационной работе использованы следующие методы: анализ и обобщение литературных данных по изучению терригенных пород, осложненных засолонением и характеризующихся низкими величинами удельных электрических сопротивлений; обработка^ обобщение и анализ геолого-геофизических материалов более чем в 100 скважинах месторождений Западной, Восточной Сибири и Узбекистана с использованием программных средств Microsoft Excel, системы «Камертон» и «МФС ВИКИЗ»; статистический; анализ проведенных комплексных петрофизических исследований керна более чем на 2000 образцах; апробация и усовершенствование существующих методик определения подсчетных параметров коллекторов нефти и газа.

Достоверность предложенных автором выводов и рекомендаций проверялась путем сравнения результатов интерпретации с независимыми геолого-промысловыми материалами и результатами опробований скважин.

Научная новизна:

1. Разработан и обоснован методический подход выбора метода электрометрии скважин, позволяющий установить удельное сопротивление части пласта, неизмененного проникновением промывочной жидкости, в продуктивных коллекторах, характеризующихся низкими удельными сопротивлениями.

2. Обоснована методика выбора петрофизических и геофизических критериев (рп.гр, Рц.ф, Кш-.гр» Кв), позволяющих оценить характер насыщения коллекторов в низкоомных терригенных разрезах.

3. Впервые для изучаемого месторождения Восточной Сибири установлено и подтверждено результатами испытаний, что коллекторами нефти и газа могут быть не только чистые песчаники (с содержанием галита менее 5%), но и песчаники с содержанием галита до 25% при величинах фильтрационно-емкостных свойств выше установленных граничных значений.

4. Разработана методика выделения засолоненных коллекторов в терригенном разрезе подсолевой продуктивной толщи по комплексу геофизических и петрофизических исследований.

5. Разработана методика определения коэффициентов открытой пористости в засолоненных коллекторах по данным нейтронных методов с привлечением результатов представительного керна.

Основные защищаемые положения

1. Способ выбора метода ГИС для оценки удельного сопротивления низкоомных пород, позволяющий получить достоверную информацию об эффективных толщинах продуктивных коллекторов и коэффициентах нефтегазонасыщенности.

2. Обоснованы граничные значения геофизических и петрофизических параметров, позволяющих с высокой эффективностью проводить разделение низкоомных коллекторов на продуктивные и водоносные.

3. Установление высоких фильтрационно-емкостных свойств песчаников венда при содержании галита от 5 до 25% позволило изменить представление об- основных типах коллекторов и геологических запасах нефти и газа в отложениях подсолевой продуктивной толщи.

4. Методика определения, параметров коллекторов подсолевого комплекса для подсчета запасов углеводородов.

Практическая значимость

В настоящее время методики поисков и разведки залежей углеводородов, сосредоточенных в слабо изученных отложениях юрского возраста Западной Сибири и сложно построенных венд-нижнекембрийских отложениях Восточной Сибири, находятся на стадии разработки. Неоднозначно понимание их строения, генезиса, а также методики интерпретации геофизических исследований скважин с целью установления параметров коллекторов. Использование обоснованных в данной работе геофизических критериев и разработанных методических приемов позволит с большей степенью достоверности решать геологические задачи, определять параметры для подсчета запасов нефти и газа. Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались на конференциях: научно-практическая конференция, посвященная 100-летию промысловой геофизики «Геофизические исследования скважин» - М: РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, ноябрь 2006г.; третья Всероссийская молодежная научно-практическая конференция «ГЕОПЕРСПЕКТИВА - 2009» - М: РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, март 2009г.; XVIII Губкинские чтения «Инновационное развитие нефтяной и газовой промышленности России — наука и образование» - М: РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, ноябрь 2009г.

Представленное в диссертационной работе научно-методическое обоснование петрофизических и интерпретационных моделей сложных типов терригенных коллекторов прошло апробацию в ГКЗ РФ при защите отчетов по подсчету запасов нефти и газа изучаемых объектов.

Публикации

По теме диссертации автором опубликовано 7 работ, в том числе 3 статьи в ведущих научных журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации.

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 189 страницах, включая 106 рисунков, 8 таблиц и список литературы из 75 наименований.

Заключение диссертации по теме «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых», Никифорова, Ольга Геннадьевна

Основные выводы и результаты научных исследований, направленных на разработку и обоснование петрофизических и интерпретационных моделей ГИС для сложно построенных терригенных пород, сводятся к следующему:

1. Терригенные отложения верхне- и среднеюрского возраста рассмотренных месторождений близки по составу, строению пород и генезису, обладают низкими величинами УЭС, причинами которых могут быть наличие углистых детритов, рассеянного пирита или глинистых минералов гидрослюды и хлорита, установленные во всех отложениях по результатам анализов керна.

2. Разработан и обоснован методический подход выбора метода ГИС для определения неизмененного проникновением промывочной жидкости удельного сопротивления пород в низкоомных отложениях юрского возраста.

3. Установлено, что задача оценки характера насыщения коллекторов в изучаемых разрезах с достаточно высокой эффективностью может решаться с использованием граничных значений Рн.гр, КНГГр, К^. Разделение низкоомных коллекторов на продуктивные и водоносные с использованием граничного значения рп.гр возможно только при достоверной оценке УЭС.

4. Для изучаемой толщи терригенных пород подсолевого комплекса уточнены все основные петрофизические зависимости, получены и обоснованы количественные критерии для разделения пород на коллекторы и неколлекторы.

5. В разрезе яракгинского горизонта изучаемого месторождения по данным методов БК, АК, ГМ, HTM с использованием программы классификации в системе «Камертон» выделено 7 литотипов пород.

6. Установлено и подтверждено результатами испытаний, что в изучаемом терригенном разрезе засолоненные песчаники являются коллекторами нефти и газа при содержании галита менее 25% и величинах ФЕС выше граничных значений.

7. Разработаны критерии и предложены способы выделения засолоненных коллекторов по данным ГИС и результатам анализов представительного керна.

8. Усовершенствована методика определения пористости в засолоненных терригенных коллекторах по данным ГИС, позволяющая учитывать влияние солевого цемента на геофизические методы и оценивать его количественное содержание.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований выполнено научно-методическое обоснование петрофизических и интерпретационных моделей сложных типов терригенных коллекторов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат геолого-минералогических наук Никифорова, Ольга Геннадьевна, 2010 год

1. Анциферов А. С., Бакин В. Е., Варламов И. П. и др. Геология нефти и газа Сибирской платформы. Под ред. Конторовича А. Э., Суркова В. С., Трофимука А. А. М., Недра, 1981.

2. Боркун Ф. Я. Обоснование методики оценки характера насыщения низкоомных коллекторов юрских отложений Широтного Приобья по данным ГИС // Отчет о НИР / СИБНИИНП. Тюмень, 1990.

3. Венделыытейн Б. Ю. Геофизические критерии продуктивного нефтяного коллектора, основанные на законах фазовой проницаемости. М.: Труды МИНХиГП, вып. 144, 1979, с. 20-30.

4. Венделыптейн Б. Ю., Резванов Р. А. Геофизические методы определения параметров нефтегазовых коллекторов (при подсчете запасов и проектировании разработки месторождений). М., Недра, 1978.

5. Венделыптейн Б.Ю., Золоева Г.М., Царева Н.В. и др. Геофизические методы изучения подсчетных параметров при определении запасов нефти и газа: М., Недра, 1985.

6. Вожов В. И., Чернова Л. С. Вторичное минералообразование в венд-нижнекембрийских отложениях Непско-Ботуобинской антеклизы. — Геология нефти и газа, № 11-12, 1999.

7. Городнов A.B., Рыжков В.И., Черноглазое В.Н. Руководство пользователя системой «Камертон», РГУ нефти и газа им.И.М.Губкина, М., 2003.

8. Грим Р. Э. Минералогия и практическое использование глин. М., Мир, 1967.

9. Дахнов В. Н. Геофизические методы определения коллекхс^>рСКИХ свойств и нефтегазонасыщения горных пород. М., Недра, 1975.

10. Девятов В. П. Стратиграфия* и палеогеография нефтегазо^^осных нижнесреднеюрских отложений Сибири: Диссертация на соискание сг-3:е11ени д.г.-м.н.: 04.00.09 Томск, 2000.

11. Золоева Г. М., Никифорова О. Г. Выделение коллекторов и определение коэффициентов пористости в терригенных отложениях с Солевым цементом. // XVIII Губкинские чтения. М., РГУ нефти и газа им. И. М. Г^убкина, 2009.

12. Золоева Г. М., Никифорова О. Г., Постнова о ^ Усовершенствование методики определения пористости в засололенных терригенных коллекторах по данным ГИС. Геофизика №4, 2009, с. 24-;> ^

13. Золотое А. Н. и др. Строение газоконденсатной залежи парфеновского горизонта Марковского месторождения. — Геология нефти 1968, №6.

14. Зонн М. С., Дзюбло А. Д. Коллекторы юрского нефтегазоносного комплекса Севера Западной Сибири. — М., Наука, 1990, с. 88.

15. Интерпретация результатов геофизических исследований Нефтяных и газовых скважин: Справочник /Под ред. В.М.Добрынина.- М: Недра, 1933

16. Итенберг С. С. Интерпретация результатов каротажа скважин. М., Недра, 1978.

17. Итенберг С. С., Шнурман Г. А. Интерпретация результатов каротажа сложных коллекторов. М., Недра, 1984

18. Кальвин И. А., Моисеев В. А., Буторов В. В. Условия кристаллизации соли в поровом пространстве коллекторов Непского свода. — Геология нефти и газа, № 6, 1990.

19. Карасев И. П. Поровые и трещинные коллекторы нефти и газа пород нижнего кембрия Иркутского амфитеатра. Геология нефти и газа, №4, 1965, с. 47-52.

20. Козяр В. Ф., Ручкин А. В., Яценко Г. Г. Геофизические исследования подсолевых отложений при аномальных пластовых давлениях. М., Недра, 1983.

21. Кондрина К. С. Вторичные изменения пород мотской свиты Приленского района. Литология и коллекторские свойства палеозойских и мезозойских отложений Сибири, вып. 232. Новосибирск, СНИИГГиМС, 1976, с. 13-18.

22. Кондрина К. С., Потлова М. М. К методике изучения поровых пространств коллекторов нефти и газа. В реферативном сб. Новые материалы по геологии нефтегазоносности Западно-Сибирской низменности, №2, с. 19-22.

23. Копорупин В. И. Сравнительная характеристика на постседиментационные преобразования терригенных пород Иркутского бассейна. Литология и полезные ископаемые, 1967, №6, с. 3-15.

24. Костерина В. А., Кулапова М. В., Никифорова О. Г. Оценка характера насыщения терригенных коллекторов по ГИС с учетом анализов керна и опробования пластов. Каротажник, 11, Тверь, 2007, с. 104-110.

25. Костерина В. А., Соколова Т. Ф. Нетрадиционный подход к выделению продуктивных терригенных коллекторов и оценке характера их насыщения. — Геофизика, №2, 2005, с. 22-25.

26. Костерина В. А., Соколова Т. Ф., Царева Н. В. Оценка характера и степени насыщения юрских и меловых коллекторов Западной Сибири. — Геофизика, № 2,2005, с. 39-42.

27. Кузнецов В. Г., Постникова О. В. Палеогеоморфологическая обстановка и механизм раннекембрийского соленакопления юга Сибирской платформы//В сборнике докл. АН СССР.-1989. Т.309. -,№4. С.943-946.

28. Латышева М. Г., Мартынов В. Г., Соколова Т. Ф. Практическое руководство по интерпретации диаграмм геофизических методов интерпретации скважин. М., Недра, 2008. 250 с.

29. Мельник И. А. Анализ возможности определения концентрации элементов по данным НТК: Томское отделение СНИИГТиМС: 30 лет на службе Томской геологии. Новосибирск, Наука, 2002, с. 132-135.

30. Методические рекомендации по подсчету геологических запасов нефти и газа объемным методом. Под ред. В. И. Петерсилье, В. И. Пороскуна, Г. Г. Яценко. Москва-Тверь: ВНИГНИ, НПЦ «Тверьгеофизика», ООО «издательство ГЕРС», 2003. 250 с.

31. Методические указания по комплексной интерпретации данных БКЗ; БК, ИК.- Калинин: НПО «Союзпромгеофизика», 1990:

32. Научно-техническое обеспечение работ по отбору и анализу изолированного керна. Тюмень, ЗАО НЛП «СИББУРМАШ» 2003г.

33. Никифорова О. Г. Определение удельного сопротивления коллекторов в отложениях нижней юры Кынского месторождения. // Научно-практическая конференция, посвященная 100-летию промысловой геофизики. М., РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2006.

34. Никифорова О. Г. Оценка удельного сопротивления и характера насыщенности низкоомных терригенных коллекторов по данным ГИС. -Геофизика, №1,2008, с. 22-24.

35. Никифорова О. Г. Проблемы оценки характера и степени насыщенности терригенных коллекторов юрского возраста. // XVIII Губкинские чтения. М., РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2009.

36. Ошлакова А. С. Геолого-геофизические признаки низкоомных коллекторов месторождений Каймысовского свода (Западная Сибирь). // XVIII Губкинские чтения. М., РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2009.

37. Перькова Я. Н. и др. Коллекторы нижнекембрийских отложений Иркутского амфитеатра. Геология нефти и газа, №8, 1960, с. 28-34.

38. Подсчет запасов нефти, конденсата, свободного и растворенного газа Кынского месторождения, ОАО «НК«Роснефть», ОАО «Роснефть-Пурнефтегаз», ОАО «Селькупнефтегаз», М., 2006.

39. Подсчет запасов углеводородов Кынского месторождения, ОАО «Сенеко», ООО «Панаскоп», 1998-2000.

40. Постникова И: Е. и др. Цитологическая и биостратиграфическая характеристика мотской свиты Усть-Кут Киренской зоны. Тр. ВНИИ, вып. 56. М., Недра, 1970.

41. Постникова О. В1 Строение рифейских осадочных бассейнов Сибирской платформы в связи с проблемой поисков углеводородного сырья// Новые идеи в науках о Земле:Тез.докл.У межд.конф.-М.- 2001.- С.277

42. Постникова О. В. Эволюция рифей-венд-кембрийского осадочного бассейна юга Сибирской платформы и его нефтегазоносность. Автореферат на соискание степени д. г.-м. н. М., 2007.

43. Постникова О. В;, Тихомирова Г.И., Фомичева Л.Н. Литолого-формационная модель рифей-вендских отложений западной части Сибирской платформы//Современные проблемы нефтегазоносности Восточной Сибири: Науч.-техн.конф.-М.-2006.-С.44-45.

44. Постникова О. В., Фомичева Л. Н. Геодинамические условия формирования рифейского НТК. юго-западной части Сибирской. платформы/Геодинамика нефтегазоносных бассейнов:Тез.докл.П межд конф.-М.-2004.- С.73-75.

45. Проект пробной эксплуатации Верхне-Черногорского месторождения Млечного лицензионного участка. Нижневартовск, ДЗАО <<НижневартовскНИПИнефть>>, 2003 г.

46. Савинский К. А., Волхонин В. С., Лопатин С. С и др. Геологическое строение нефтегазоносных провинций Восточной Сибири по геофизическим данным. М., Недра, 1983'.

47. Семенов, В. В., Питкевич В. Т., Сокова К. И., Солонин А. М., Мельник И. А. Исследование низкоомных коллекторов с использованием данных кернового материала. Геофизика, №2, 2006, с. 42-47.

48. Сенюков В.М. Избранные труды. Том 1-3. Кембрий мира. М., изд-во «Спутник*», 2002-2003.

49. Скобелева H. М. Литология и коллекторские свойства рифейских и венд-кембрийских отложений юга Сибирской платформы: Диссертация на соискание степени к.г.-м.н.: 25.00.06. М., 2005.

50. Сохранов H. Н. О переходной зоне при определении водонефтяного контакта по геофизическим измерениям: — Геология нефти и газа, № 5, 1960, с. 55-59.

51. Тайгина M. Е., Кучурина, О: Е. Выделение продуктивных коллекторов пласта ЮС2 на территории деятельности ООО «РН-ЮГАНСКНЕФТЕГАЗ». // XVIII Губкинские чтения. М., РГУ нефти и газа'им. И. М. Губкина, 2009.

52. Технология исследования нефтегазовых скважин на основе ВИКИЗ. Методическое руководство / Ред. Эпов М. И., Антонов Ю. Н. Новосибирск: НИЦ ОИГГМ СО РАН, Изд-во СО РАН, 2000, 122 с.

53. Туезова Н. А., Дергачева Т. Н. Вертикальная и латеральная изменчивость физических свойств горных пород Ярактинской нефтегазоносной площади. Новое в петрофизике и промысловой геофизике в Сибири, вып. 272. Новосибирск, СНИИГГиМС, 1979, с. 4-13.

54. Тыщенко JI. Ф. Некоторые особенности геологии развития Устькутско-Киренской зоны в- мотское время. — В* кн.:. Геология^ и> нефтегазоносность юга Восточной Сибири. М., Недра, 1969, с. 57-63.

55. Фоменко В: Г. Критерии для разделения, коллекторов- по насыщенности- и, прогнозирования состава ожидаемых из них притоков при испытаниях. Геология нефти и газа, № 5,1993, с. 20-25.

56. Черепанов. В. В. Физико-литологические особенности коллекторов юрских отложений Бованенковского газоконденсатного месторождения: Диссертация на соискание степени к.г.-м.н.: 04.00.17. Mi, 1998.

57. Элланский М. М. Петрофизические основы комплексной интерпретации данных геофизических исследований скважин (методическое пособие). М., ГЕРС, 2001.

58. Элланский- М. М., Охрименко А. Б., Семенов В. В. Углубленное-петрофизическое изучение продуктивных терригенных отложений Западной Сибири с целью повышения эффективности геологической интерпретации данных ГИС. Геофизика №4. М., 2005. с. 29-35.

59. Hill Н. J., Milburn J. D. Effect of Clay and- Water Salinity on Electrochemical Behavior of Rocks. AIME, J. Petroleum Technol., 8,1956, 65-72.

60. Patnode H. W., Wyllie M. R: J. The Presence of Conductive Solids in Reservoir Rocks as a Factor in Electric Log Interpretation. Trans. AIME, 189. Tech. Publ, 2797, 1950.

61. Pirson S. J. Elements of Oil Reservoir Engineering. 1 st. ed. McGraw-Hill Book Company, Inc. New York, 1950.