Я.М. КАГАН
д.т.н.
Б.М. КУДРЯШОВ А.М. ПОЛИЩУК
к.т.н. ЗАО
«НЕФТЕГАЗТЕХН0Л0ГИЯ» С.А. АЛЕШИН С.А. ВЛАСОВ
Н.В. КРАСНОПЕРЦЕВА А.В. МОСКВИН
к.б.н. НТО «ИТИН» А.Н. МОХЕЛЬ
к.ф-м.н.
Р.Л. САЛГАНИК
д.ф-м.н. ИПМ РАН
ПРОБЛЕМА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ДОБЫЧИ НЕФТИ ИЗ КОЛЛЕКТОРОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
Промысловая практика свидетельствует о неадекватности принятых в проектах разработки многих нефтяных месторождений моделей (геологических и гидродинамических) реальному строению этих объектов. Имеются достаточно веские основания считать, что для терриген-ных пластов этих месторождений характерно наличие трещин мезо-и макромасштабов, т.е. протяженность, сопоставимой с расстояниями между скважинами или размерами залежи. В последние годы получен ряд экспериментальных данных, свидетельствующих, по нашему мнению, о наличии в таких коллекторах, наряду с обычной трещиноватостью, трещин мезо- и макромасштабов, имеющих, преимущественно, субвертикальную ориентацию. В пользу такого допущения свидетельствуют, в частности, данные о превышении начальных дебитов добывающих скважин и неестественно высокой приемистости нагнетательных. Имеются и данные прямых измерений: скорость распространения нейтральной примеси в пласте (трассер) на несколько порядков превышает расчетную скорость фильтрации жидкости в пласте с эквивалентной проницаемостью; этот экспериментальный факт не может быть разумно интерпретирован без привлечения предположения о наличии трещин.
Используемые при проектировании разработки пакеты программ гидродинамического моделирования не учитывают наличие в пласте трещин мезо- и макромасштабов, что и предопределило расхождение проектных и фактических данных. По этой же причине в проектных решениях не предусмотрены методы оптимизации
разработки за счет компенсации негативного влияния специфической неоднородности коллектора на такие параметры разработки, как темпы выработки запасов, обводненность продукции и коэффициент нефтеизвлечения. К настоящему времени — в основном эмпирически — специалистами по разработке нефтяных месторождений подобраны композиции для установки в пласте потокооткло-няющих экранов для регулирования охвата заводнением в пластах с выраженной неоднородностью. Однако обоснование применения этих технологий методами математического моделирования с использованием существующих программ не вполне корректно.
Изучение течения флюидов по протяженным трещинам представляет интерес применительно к трещинным коллекторам нефти, приуроченным к карбонатным, терригенным породам и к породам кристаллического фундамента. Это можно видеть из работы [1], работ [2], [3] и работ [4, 5, 6]. Структура протяженных трещин в этих трех видах пород разная, что должно отражаться и на поведении этих трещин — как в отношении их флюидопроводности, так и в отношении их поведения под действием техногенных изменений напряженного состояния в окружающей породе. Вместе с тем, основной объем сведений, представленных в литературе, относится к протяженным трещинам в кристаллических породах. Это связано с тем, что именно этот случай был и остается центральным для решения очень актуальной проблемы предотвращения распространения под землей разного рода загрязнений, в особенности радиоактивных. Таким образом, имеющиеся в литературе све-
дения не во всем подходят для их непосредственного применения к протяженным трещинам в осадочных породах. Однако поскольку эти сведения опираются на фундаментальные аспекты, методические, аналитические и вычислительные приемы, которые могут быть использованы для трещин во всех трех указанных выше видах пород, и содержат, кроме того, конкретные результаты достаточно общей применимости, они очень ценны для выполнения исследований по данной теме.
Виды трещин и их систем в горньх породах
Давно отмечено: трещины в горных породах, как осадочных, так и изверженных, располагаются не беспорядочно, а образуют определенные системы, закономерно сопряженные друг с другом [7]. Изучению этих систем посвящена обширная литература [8 — 11]. Положение вещей в этой области будет кратко охарактеризовано, прежде всего — применительно к нефтегазоносным провинциям на основе работы [12], которая базируется на подходах, представленных в [13], и обзорной работы [14]. В работе [14] подчеркивается, что основным фактором, вызвавшим (и вызывающим) нару-шенность осадочного чехла в пределах платформенных областей, считается внутренняя динамика в основном субвертикальных движений литосферных плит, порожденная эндогенными процессами в мантии или коре, механическими напряжениями, связанными с этими движениями, а также воздействиями на эти области со стороны внешних плит, определяемыми их динамикой. При этом предполагается, что тектоника осадочного чехла определяется, прежде
всего, динамиком жесткого основания (фундамента). Предполагается, что влияние внеплитных горизонтальных механических напряжений на осадочный чехол относительно слабое, за исключением лишь отдельных пограничных зон, в которых возможно появление высокоамплитудных непрерывных структур и надвигов. Таким образом, согласно изложенным представлениям, нарушен-ность структуры осадочного чехла (как плавная, так и разрывная) определяется в основном субвертикальными движениями фундамента, а ее анализ требует рассмотрения земной коры как единой системы. При этом основными являются представления об унаследо-ванности древних нарушений, возникших на ранних стадиях консолидации фундамента, которые (нарушения) «не залечились», а многократно активизировались
щие флексурно-разломные зоны, прогнозировать скопления нефти и газа в неохваченных еще поисковыми работами сводовых частях антиклинальных складок или лито-логических и тектонических ловушках в приразломных зонах.
Прогнозирование блоковых структуроформирующих систем возможно на основе комплексиро-вания широкого набора геолого-геофизических исследований, включающего, в частности, анализ магнитного и гравитационного полей, анализ сейсмогеологических данных, анализ аэрокосмогеоло-гических и геоморфологических данных, анализ современного геодинамического состояния разлом-ных зон, анализ гидродинамических данных. При этом весьма большое значение имеют данные аэрокосмогеологических исследований (АКГИ), которые указывают на частое совпадение линейных
сматриваются как свидетельства их тектонического происхождения и их связи с разрывной нарушен-ностью (трещиноватостью) земной коры.
При изучении пород осадочного чехла при помощи МДС особую значимость придают морфологическому и динамическому анализу тектонической обстановки в осадочном чехле. Это делается для решения следующих задач:
■ выделение участков различной интенсивности расположения линеаментов, рассматриваемой как индикатор тектонической тре-щиноватости;
■ выявление преимущественных направлений развития зон развития линеаментов с целью прогноза тектонической трещино-ватости;
■ стратиграфическая привязка выявленных направлений к опре-
и усложнялись в течение всей последующей геологической истории. Многократно возобновлявшиеся движения блоков по разломам приводили к перестройке и самого фундамента вблизи его поверхности, и покрывающего его осадочного чехла. В результате происходили как непрерывные формоизменения пластов осадочного чехла, так и разрывные их нарушения. Таким образом, изучение тектоники платформенных областей должно основываться на анализе развития двух взаимосвязанных процессов, а именно, процессов формирования систем непрерывных и разрывных нарушений. Подчеркивается, что такой подход, примененный к анализу структурных нарушений осадочного чехла платформенных нефтегазоносных провинций, позволяет выявлять закономерности структуры и нарушенности продуктивных пластов, выделять важные в этом отношении структуроформирую-
элементов современного рельефа (линеаментов) с разломами фундамента различного порядка (или ранга). Эти данные рассматриваются как базовые для разработки принципов моделирования и систематизации разломных структур. Остановимся на ряде связанных с этим подробностей, следуя [12].
В состав АКГИ входят: структурная расшифровка материалов дистанционных съемок (МДС), ли-неаментный анализ, морфострук-турные (структурно-геоморфологические) и промыслово-геологи-ческие построения.
Линеаменты надо понимать как линейно организованные элементы структуры земной поверхности, которые отражают элементы нарушенности геологической структуры осадочного чехла и кристаллического фундамента, например, — глубинные разрывы. Наблюдаемые упорядоченность линеамен-тов, их организованность в системы и зоны, разноранговость рас-
деленным геологическим горизонтам.
Исходя из того, что разрывная тектоническая нарушенность (тектоническая трещиноватость) и порождаемая ею линеаментная «тре-щиноватость» подчинены, в основном, сети планетарных разломов, возникших в периоды определенных фаз складчатости, осуществляют стратиграфическую и геохронологическую привязку линеа-ментной трещиноватости. Эту привязку начинают с привязки планетарной сети линеаментов к определенным циклам тектономагма-тических эпох (ТМЭ). При анализе палеогеографических условий на исследуемой территории используют палеотектонические карты и с их помощью привязывают выявленную на этой территории систему линеаментов планетарного ранга к горным формированиям (орогенам) соответствующего тектонического периода (тектоноге-неза), простирание которых изве-
стно из геотектонических и палеогеографических данных [15, 16].
После этого подсчитываются удельные длины линеаментов способом сканирования «скользящего окна» с 50% перекрытием шага сканера по вертикали и горизонтали. При этом учитывается схема тектонической напряженности пород осадочного чехла, устанавливаемой при помощи данных об общей линеаментной трещино-ватости. На этой основе строятся карты тектонической напряженности выбранного геологического горизонта, стратиграфическая привязка к которому осуществляется при помощи геолого-промысловых и геофизических показателей, о чем подробнее будет сказано ниже. Эти карты анализируются путем сопоставления их со структурными и палеотектониче
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.