ГЕОЛОГИЯ И ГЕОЛОГО-РАЗВЕДОЧНЫЕ РАБОТЫ
УДК 553.98.001 © Коллектив авторов, 2015
Методика моделирования турнейских карбонатных отложений Знаменского месторождения Башкортостана
А.Р. Кудаярова,
М.В. Рыкус, к.г.-м.н.,
Н.Р. Кондратьева, к.ф.-м.н.,
А.С. Душин,
А.В. Мельников
(ООО «БашНИПИнефть»)
Адреса для связи: Kudayarovaar@bashneft.ru, aygul.kudayarova@mail.ru, Kondratevanr@bashneft.ru
Ключевые слова: карбонатный коллектор, турнейский ярус, литологический тип, петрофизический класс, фильтрационно-емкостные свойства.
Карбонатные коллекторы имеют сложное строение и высокую степень геологической неоднородности. Пустотность в них включает поровую, кавернозную и трещинную составляющие вследствие полигенной природы карбонатных осадков и их значительных постседи-ментационных преобразований. В связи с этим для решения проблем, связанных с разработкой карбонатных коллекторов, необходимо их детальное изучение на уровнях макро -, мезо -, микронеоднородности.
В статье рассмотрены вопросы выявления геологической неоднородности по керну и данным геофизических исследований скважин (ГИС) турнейского карбонатного резервуара Знаменского месторождения Башкортостана. Кроме того, определена взаимосвязь между структурно-литологическим типом породы и обводнением скважин при их эксплуатации. Основой для установления таких закономерностей является авторская методика текстурно-структурного моделирования, которая базируется на известных положениях о зависимости качества коллектора от размеров и сортировки слагающих его частиц, а также от объема цементирующего материала [1]. В статье использованы материалы послойного описания керна, микроописания шлифов, лабораторных петрофизиче-ских, промыслово-геофизических исследований и показатели эксплуатации работы скважин.
Общие сведения о месторождении
Знаменское месторождение расположено на юго-западе Башкортостана и приурочено к прикупольной части Южно-Татарского свода. Месторождение открыто в 1957 г., введено в опытно-промышленную эксплуатацию в 1960 г., в промышленную разработку - в 1969 г. Карбонатные отложения турнейского яруса являются основным объектом эксплуатации. Месторождение находится на третьей стадии разработки, залежи разбурены по треугольной сетке, преимущественно 400x400 м. Добыча скважинной продукции осуществляется механизированным способом. В последние годы
Methods of geological and hydrodynamic modeling tournaisian carbonate deposits of Znamenskoye field (the Republic of Bashkortostan)
A.R. Kudayarova, M.V. Rykus, N.R. Kondrateva, A.S. Dushin, A.V Melnikov (BashNIPIneft LLC, RF, Ufa)
E-mail: Kudayarovaar@bashneft.ru, aygul.kudayarova@mail.ru, Kondratevanr@bashneft.ru
Key words: carbonate collector, Tournaisian stage, lithological type, petro-physical class, geological and hydrodynamic modeling, reservoir properties.
Carbonate reservoirs of Tournaisian stage are studied, in terms of the links between existing geological heterogeneity and prediction of the wells. The methodology of the study is a detailed study of the geological features of the reservoir formation, comparing them with the data of geophysical, petrophysical studies and comparing the received information with the characteristics of the wells. The main results of the work is the systematization of carbonate reservoirs, the allocation of petrophysical classes and lithotypes, address using petrophysical relationships for each lithology type.
увеличение отборов жидкости и нефти связано с проведением эффективных геолого-технических мероприятий. С начала разработки более 66 % суммарной накопленной добычи нефти приходится на турнейский ярус, в отложения которого с 1971 г. ведется закачка воды. Принята очагово-избирательная система заводнения в сочетании с приконтурным заводнением. Накопленная компенсация отбора жидкости закачкой составила 244 %, среднее пластовое давление относительно начального снизилось на 20 %. По данным эксплуатации добывающие скважины могут быть разделены на две группы: без прорывов воды (начальная обводненность составляет не более 40 %); с прорывами воды (обводненность до 90 % в первые месяцы работы скважин). Скважины с быстрыми прорывами воды в начальный период эксплуатации не локализованы в краевых частях залежи, что объяснялось бы быстрым приконтур-ным обводнением. Прорывы воды зафиксированы в добывающих скважинах еще до начала применения системы поддержания пластового давления. Выявленный характер обводнения добывающих скважин позволил предположить наличие интервалов трещинова-тости, служащих вертикальными проводящими каналами к водоносным горизонтам. Трещиноватость может быть обусловлена нарушениями сплошности карбонатных пород из-за различных прочностных характеристик их литотипов.
Отмеченное касается и нагнетательных скважин. При отсутствии достаточной проницаемости продуктивного горизонта и наличии его неоднородности по латерали в призабойной зоне образуется локализованная область повышенного давления, что приводит к увеличению интенсивности трещиноватости и уходу воды в нижележащие интервалы. Именно это происходит и на исследуемом объекте, поскольку пластовое давление сохраняет тенденцию к снижению при значительной компенсации. Добывающие скважины практически не реагируют на расположенные рядом нагнетательные.
Рис. 1. Литологические типы карбонатов кизеловского горизонта Знаменского месторождения
Взаимосвязь структурно-литологических типов известняков с фильтрационно-емкостными свойствами (ФЕС) коллекторов
Послойное описание продуктивных отложений, дополненное и уточненное микроскопическими исследованиями авторов, позволило выделить в разрезе кизеловского горизонта пять литологических типов. Согласно классификации Данхема, которая основана на соотношении зерен и микрита, установлены литологические типы, приведенные на рис. 1.
Среди них наиболее зернистые разности - грейнстоу-ны и зернистые пакстоуны, состоящие из пелоидов и биокластов с межзерновыми порами и микрокавернами; преимущественно пелитоморфные - вакстоуны - характеризуются уплотнением, стилолитизацией и меньшим количеством форменных элементов.
Карбонатные осадки представляют собой структурно преобразованные биокласты зоогенного и фитогенного происхождения, претерпевшие грануляцию под действием динамики осадочного бассейна [2]. Некоторые форменные элементы преобразовались в пелоиды [3]. Такого рода осадки характерны для отложений мелководного шельфа.
Литотипы можно разделить на три основные фаци-альные группы отложений: 1) гребневая часть барьерной отмели, представленная наиболее зернистыми разностями - биокластовыми грейнстоунами и зернистыми пакстоунами; 2) краевые части гребня, сложенные мелко-среднезернистыми пакстоунами; 3) отложения низкодинамичной зоны, с пониженным рельефом, состоящие из иловых пакстоунов и вакстоунов. Данная латеральная последовательность отложений в разрезе представляет собой регрессивную цикличность.
Важную роль в формировании ФЕС карбонатного коллектора играют процессы вторичных преобразований. В данном случае основными процессами, существенно повлиявшими на коллекторские свойства отложений, явились процессы цементации, перекристаллизации, выщелачивания и трещинообразования. Процессы выщелачивания наиболее интенсивно протекали в зернистых пакстоунах и грейнстоунах, обладающих изначально лучшими ФЕС. В иловых пакстоунах и вак-стоунах процессы выщелачивания происходили менее
интенсивно и сопровождались осаждением кальцита, в результате чего образовались изолированные поры выщелачивания [4].
По цилиндрическим образцам керна, отнесенным к определенному литологическому типу, в лаборатории были замерены открытая пористость и проницаемость для газа. Согласно полученным трендам литотипы можно объединить в три класса пород, характеризующихся различными петрофизическими свойствами: I -крупнозернистые пакстоуны и грейнстоуны с лучшими коллекторскими свойствами;П - средне-мелкозернистые пакстоуны с более низкими ФЕС; III - вакстоуны и иловые пакстоуны с непроницаемой матрицей. Два трещиноватых образца, отнесенные к вакстоуну, имеют высокую проницаемость при низкой пористости (рис. 2).
По каждому из выделенных петрофизических классов построены кривые капиллярного давления и определена остаточная водонасыщенность методом полупроницаемой мембраны и центрифугирования. Граничные значения пористости для каждого петрофизического класса получены через динамическую пористость и для I и
II классов составляют соответственно 6,6 и 10,6 %,
III класс уже на этапе выделения коллектора по качественным признакам определяется как неколлектор. В соответствии с тем, что ФЕС лучше проявляются в зернистых разностях, можно предположить, что основную роль в формировании ФЕС сыграли первичные седи-ментационные свойства отложений, вторичные процессы усилили емкостной потенциал первично пористых осадков и уплотнили более микрозернистые типы. Одна из основных и сложных задач выявления неоднородно-стей карбонатного пласта заключается в необходимости увязки данных изучения керна с результатами ГИС для выделения литотипов в скважинах без отбора керна.
Фонд скважин Знаменского месторождения разбуривался в 60-е годы XX века, поэтому в большинстве скважин выполняется только стандартный комплекс ГИС, применяются методы электрометрии (боковой каротаж и микрозонды) и радиоактивные методы: гамма-каротаж (ГК); нейтронный гамма каротаж (НГК)). Акустические и плотностные методы прописаны лишь в 6 % фонда скважин. Расширенный комплекс ГИС не используется. В связи с этим для вертикально-
НЕФТЯНОЕ ХОЗЯЙСТВО
01'2015 19
Рис. 2. Взаимосвязь проницаемости кпр и пористости Кп по данным исследования скважин Знаменского месторождения
го расчленения продуктивного разреза во всем старом фонде скважин необходимо увязать петрофизические классы с методами, применяемыми в большинстве скважин. По результатам послойного описания керна было установлено, что интервалам с увеличенной толщиной прослоев зернистого литотипа соответствует отрицательная аномалия метода потенциалов самопроизвольной поляризации (ПС), наблюдаются снижение показа
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.