л. форум
Р.Х. МУСЛИМОВ, В.Г. ИЗОТОВ, Л.М. СИТДИКОВА
Казанский Государственный университет
ЛИТОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ КАРТИРОВАНИЕ НЕФТЯНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ -ОСНОВА ВЫБОРА СТРАТЕГИЙ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПЛАСТ С ЦЕЛЬЮ ОПТИМИЗАЦИИ КОЭФФИЦИЕНТА ИЗВЛЕЧЕНИЯ НЕФТИ
Эффективное введение нефтяных залежей в заключительную стадию разработки возможно при оптимальном применении методов активного воздействия на пласт с использованием комплекса физических и химических методов. С одной стороны, это методы, направленные на изменение физических и химических параметров извлекаемой нефти — в первую очередь, на понижение вязкости, плотности и изменением поверхностных свойств, с другой стороны, это комплекс методов воздействия на пласт с целью улучшения его фильтрационных параметров. Эффективное воздействие на пласт тесно связано с его структурно-литологической характеристикой и ее изменчивостью в пространстве. Однако в практике эксплуатации месторождений эта характеристика учитывается слабо, хотя использование химических реагентов и физическое воздействие на нефть часто приводит к обратному эффекту вследствие снижения фильтрационных характеристик пласта. Для оптимального использования активных методов воздействия на пласт с целью увеличения нефтеотдачи нами предлагается проведение литолого-технологического картирования нефтяных залежей. Сущность литолого-технологичес-кого картирования заключается в выявлении структурно-литологи-ческих факторов, определяющих фильтрационные характеристики пласта с выделением структурно-литологических типов коллектора в переделах конкретного пласта.
При реализации литолого-техно-логического картирования залежей необходимо определить закономерности пространственного распределения фильтрационно-емкостных свойств характеристик пласта и его проницаемость. Как показывает опыт исследования
месторождений Ромашкинского нефтяного поля, эти характеристики крайне неравномерно распределены в пределах нефтяных залежей (Изотов и др., 1998). При этом степень изменчивости этих характеристик возрастает в пределах месторождений сателлитов Ромашкинского месторождения, что объясняется комплексным влиянием седиментогенных, диа-генетических и катагенетических факторов, неравномерно проявляющихся в пределах залежи.
Седиментогенные факторы, определяющие емкостные свойства, проявляются, в изменчивости гранулометрии пласта, связанной с изменчивостью гидродинамических, либо гидрохимических условий в ходе осадконакопления. Если в пределах центральных частей Ромашкинского месторождения в пашийско-кыновское время существовали условия открытого шельфа со стабильными условиями, определившими седиментацию мелко-тонкозернистых выдержанных горизонтов песчаников, то в пределах месторождений сателлитов, окружающих Ромашкин-ское месторождение, эти условия сменяются фациями русловых подводных течений с резко меняющейся гранулометрией и, как следствие, сильной изменчивостью пустотно-порового пространства залежей. Особенно резко значение седиментационного фактора проявляется для терриген-ных коллекторов каменноугольного возраста (бобриковско-радаев-ский и тульский горизонты), где развиты русловые фации, осадки которых выполняют эрозионные врезы, характеризующиеся сильной изменчивостью гранулометрии и развитием косослоистых текстур.
Особенности изменчивости гранулометрии осадков не только обуславливают сложное строение
пустотно-поровых каналов, но и ответственны за возникновение анизотропии фильтрационных свойств, что необходимо учитывать при обосновании оптимальных стратегий разработки и размещения эксплуатационных и нагнетательных скважин.
Важнейшую роль в определении неоднородностей пустотно-порового пространства играют диагенетические процессы. Роль этих процессов, ответственных за литификацию осадков, особенно существенна, так как они ответственны за перестройку пустотно-порового пространства, и за перестройку матрицы коллектора. Изучение структуры пустотного пространства коллекторов продуктивных горизонтов Ромашкинского месторождения с применением растровой электронной микроскопии позволило установить интенсивное развитие в них регенера-ционных процессов, в результате чего зерна минералов матрицы, в основном кварца, приобретают кристаллографические очертания и срастаются в кварцитовидные кластеры. Наличие кластеров резко меняет первичные фильтрационные свойства коллектора, так как принципиально меняется структура порового пространства, определяемая в этом случае не первичными обломочными зернами, а неправильными кластерами, ответственными за нарушение степени их связности.
Однако главную роль в определении фильтрационных свойств терригенных коллекторов месторождений Ромашкинского нефтяного поля играет активная составляющая коллектора, представленная широким комплексом тонкодисперсных минералов, среди которой ведущая роль принадлежит комплексу глинистых минералов. В ходе диагенетических преобразований коллекторов происходят
12
12/ 2003
форум ^
активные трансформные преобразования глинистых минералов коллектора (Изотов, Ситдико-ва,1995), в результате чего в составе глинистых минералов широким развитием пользуются стабильные виды, представленные каолинитом, гидрослюдами, различные смешанослойные образования, смектиты. Учитывая высокие колебания содержаний глинистых минералов в коллекторах, нами предложено в целях лито-технологического картирования выделять ассоциации глинистых минералов.
По степени насыщенности коллектора глинистыми минералами выделяются следующие виды коллекторов — сильно глинистые коллектора с содержанием тонкодисперсной составляющей более 10-15%, глинистые коллектора (10-5%), слабоглинистые коллектора с содержанием тонкодисперсной составляющей менее 5%.
Коллектора основных продуктивных горизонтов Ромашкинско-го месторождения относятся к классу слабоглинистых с содержанием глинистых минералов 1,5% и меньше от объема породы. Коллекторские горизонты месторождений сателлитов характеризуются обычно повышенной глинистостью. Однако, как показали исследования фильтрационных свойств пород в лабораторных и промышленных условиях, несмотря на низкое содержание глинистых и других минералов, роль их в определении фильтрационных свойств пород чрезвычайно велика, так как они обычно локализуются в пережимах поро-вых каналов, образуя так называемые «глинистые пробки».
Катагенетические факторы преобразования коллекторов месторождений Ромашкинского поля ответственны за глубокую перестройку пустотно-порового пространства коллектора, что выражается в развитии сложных сетей трещиноватости. В терриген-ных коллекторах центральных частей Ромашкинского месторождения широким развитием пользуется вертикальная трещинова-тость, создающая локальные дренирующие каналы нефтяных пластов. Трещиноватость этого типа играет часто негативную роль при вторичном воздействии на пласт, так как способствует возникновению неконтролируемых перетоков при гидравлическом воздей-
ствии на пласт. На месторождениях сателлитов широким развитием пользуются декомпрессион-ная субгоризонтальная трещино-ватость, возникающая вследствие периодически повторяющихся де-компрессионных явлений, знание механизма которых может позволить существенно повысить производительность скважин.
С целью учета перечисленных факторов при разработке конкретных залежей целесообразно вынесение групп их количественной оценки на планы разработки с использованием соответствующей легенды. Следует выносить данные по литолого-фациальной характеристике пласта в пределах контура его разработки и отражающей особенности структуры пустотно-порового пространства коллектора. Наносятся данные по фильтрационно-емкост-ным характеристикам коллектора в виде точек, а при достаточном количестве данных — в виде изолиний пористости и проницаемости. Одновременно в виде соответствующих условных обозначений наносятся данные о струк-турно-литологическом типе коллектора — гранулярный, грану-лярно-регенерационный, кластерный (Изотов и др., 1998). На литолого-технологические планы выносятся данные о тонкодисперсной составляющей коллектора, в частности, ассоциации глинистых минералов и количественные соотношения тонкодисперсной массы. При наличии данных по характеру трещиноватости на план залежи наносятся зоны повышенной трещиноватости коллектора.
Полученные данные позволяют проводить технологическое прогнозирование воздействия на пласт в ходе разработки. В частности, распределение параметров фильтрационно-емкостных свойств пласта позволяет прогнозировать особенности распределения давления в пределах пласта и предусматривать нежелательные перетоки нагнетаемых жидкостей. Информация об особенностях цементации и типе коллектора позволяет выбирать оптимальный режим воздействия на пласт, в том числе, предусматривать и выделять перспективные области для физического воздействия на пласт, в первую очередь, термоциклическую и акустическую проработку коллектора — особо
благоприятную область развития для кластерного типа цементации.
Информация по минеральному составу тонкодисперсной составляющей позволяет выбрать химический состав композиций реагентов, влияющих на особенности разбухания-усыхания глинистых минералов в межзерновом пространстве коллектора.
Проведенные исследования по испытанию образцов коллектора продуктивных горизонтов, несущих смектит-смешанослойные и смешанослойно-гидрослюдистые ассоциации глинистых минералов, показали, что воздействие сернокислотных композиций увеличивает проницаемость до 10%, что связано с удалением из пакетов глинистых минералов молекул воды и «усыханием» последних. Наоборот, использование высококальциевых вод и композиций с высоким содержанием кальция приводит к обменным реакциям внедрения крупных ионов кальция в межслоевые пакеты глинистых минералов, что ведет к их необратимому разбуханию и закупорке межпоровых каналов. Особое внимание следует обращать на окислительно-восстановительный режим пласта в ходе использования сернокислотных композиций. При восстановительных условиях и щелочном режиме наблюдается разложение железосодержащих минералов цемента и восстановление выделившихся ионов железа до
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.