Глава 5. Литолого-физическая характеристика продуктивного пласта

В главе даются анализ отбора и качество керна, освещенность керном продуктивного пласта, степень равномерности освещенности поднятым и изученным керном по каждой скважине, по разрезу и по площади в целом, вещественный и гранулометрический составы с характеристикой распространения глинистого материала в пласте, тип и состав цемента; характеристика нефтегазонасыщенности пород.

На основе этих данных производится предварительный анализ распределения значений открытой пористости и проницаемости пласта - коллектора межзернового типа или других типов пород.

Такой анализ необходим:

· для оценки представительности керновых данных;

· для исследования характера микронеоднородности пластов;

· для последующей надежной увязки между собой керновых и геофизических данных.

Для написания этой главы необходимо произвести тщательную привязку керна к проницаемым интервалам, выделенным по геофизическим данным с учетом промеров инструмента; выбрать значения открытой пористости и проницаемости по всем скважинам, где отобран керн; в соответствии с первичным описанием керна и геофизическими данными отбраковать толщины, которые представлены непроницаемыми породами.

По данным указанных выборок следует построить полигоны распределения исследуемых параметров. Для полигона распределения значений открытой пористости классы по оси абсцисс выбираются в натуральной шкале, а для проницаемости – в логарифмической шкале.

Полигон распределения значений открытой пористости следует проанализировать относительно представительности фактических данных. При этом нужно учесть, что полигон распределения может быть одновершинным или иметь две вершины и более, быть симметричным или асимметричным. Отклонение от симметричного вида полигона распределения может быть вызвано двумя причинами: преимущественным выносом керна из низкопористых интервалов пластов, т.е. недостаточной охарактеризованностью керном всей толщины пласта, и микронеоднородностью пласта по площади и разрезу залежи.

В первом случае полигон будет иметь ярко выраженную левостороннюю асимметрию. Однако окончательный вывод о представительности кернового материала можно сделать только после сравнения по каждой скважине средних значений открытой пористости, определенных по керну и геофизическим исследованиям. Совпадение средних значений по обоим методам в области низких значений открытой пористости и значительное расхождение их в области, близкой к средним значениям, а также ограниченное число определений по керну в области высоких значений подтверждает непредставительность выборки по керновым данным. Пользоваться такими данными в полном объеме для расчета средних значений открытой пористости нельзя. В этих случаях нужно оставлять для расчетов данные керна только по скважинам, где установлено соответствие их геофизическим данным.

Анализ представительности определений проницаемости по керну основывается на анализе представительности значений открытой пористости.

Другие случаи асимметрии полигона распределения будут обусловлены микронеоднородностью коллектора.

Так, преобладание низких значений открытой пористости в ряде скважин обусловит левостороннюю асимметрию, а преобладание высоких значений правостороннюю. Если в одной из частей залежей развиты низкопродуктивные коллекторы, а в другой высокопродуктивные коллекторы, то распределение может оказаться двухвершинным. При сравнительно однородном коллекторе полигон распределения значений открытой пористости будет симметричным и одновершинным.

Если число определений пористости и проницаемости по керну в пределах залежи ограничено (менее 20-30), выборку также нельзя считать представительной. В таких случаях следует привлекать фактические данные по другим залежам. Правомерность привлечения фактических данных с данными других залежей должна быть обоснована геологическим и статистическим анализом путем сравнения двух или нескольких геологических объектов. В таких случаях студент должен собрать все необходимые сведения об этих параметрах по залежам, расположенным в одной продуктивной толще с исследуемой на том же месторождении или по залежам в том же продуктивном пласте на месторождениях, расположенных в непосредственной близости от изучаемого. На этих залежах следует собирать материал только по скважинам, в которых был отобран и исследован керн, а также проводилось опробование пласта.

Прежде чем вводить эти данные в общий анализ с данными по исследуемой залежи, необходимо сравнить коллекторские свойства привлекаемых для анализа геологических объектов с этими свойствами исследуемой залежи и между собой. Если различия несущественны, т.е. вызваны случайными причинами, обусловленными ограниченностью выборки, то такие объекты можно вводить в совместный анализ, например, для определения значений кондиционных границ коллектор - неколлектор по изучаемой залежи. Существенное различие в величинах коллекторских свойств продуктивных пластов обусловливается разницей геологических условий формирования объектов, что, естественно, исключает возможность вовлечения данных других объектов в совместный анализ.

Сравнение двух продуктивных объектов осуществляется путем сравнения средних и дисперсий распределения значений открытой пористости и проницаемости. Оно заключается в проверке нулевых гипотез о равенстве средних и дисперсий с помощью критерия Стьюдента, сущность которого заключается в следующем. Если исследуемые случайные величины X и Y распределены нормально, в случае равенства средних величина

(1)

распределена по закону Стъюдента с n₁+ n-2 степенями свободы, где и - средние значения открытой пористости в исследуемых выборках; и - несмещенные оценки дисперсий; n₁ и n₂ – объемы выборок по каждому из объектов.

Критерием равенства средних служит критическое значение t, определенное по таблице для уровня значимости 0,05 и n₁+n₂-2 степеней свободы.

Значения t для доверительной вероятности 1-α=0,95

Таблица 7

k=n-1	t5, %	k=n-1	t5, %
	12,706 4,303 3,182 2,776 2,571 2,447 2,365 2,306 2,262 2,228		2,179 2,145 2,120 2,101 2,086 2,074 2,064 2,056 2,048 2,042 1,960

Если исследуются средние значения случайных величин, распределяющихся логнормально (например, проницаемости), то значение t вычисляется по формуле

, (2)

где и - средние арифметические логарифмов значений проницаемости;

и - несмещенные оценки дисперсий логарифмов.

Графические материалы к главе:

· гистограммы и полигоны распределения всех значений открытой пористости и проницаемости по керну.

Глава 6. Выделение эффективных толщин коллекторов и определение границ распространения коллекторов по площади, оценка неоднородности продуктивных пластов и подготовка исходных данных для подсчета запасов.

Выделение коллекторов в продуктивном разрезе в силу ограниченности отбора керна основывается на геофизических методах исследования скважин и осуществляется при этом по прямым качественным признакам.

В терригенных породах, среди которых обычно преобладает межзерновой тип коллектора, при вскрытии продуктивных пластов на глинистом растворе, менее минерализованном, чем пластовая вода, и при создании репрессии на пласт к основным прямым качественным признакам относят следующие (по Б. Ю. Вендельштейну, 1989):

· сужение диаметра скважины по сравнению с номинальным, фиксируемое на кавернограмме; присутствие глинистой корки, фиксируемое на коркограмме;

· положительное приращение на диаграмме микрозондов; при этом на общем фоне невысоких значений показания микропотенциал-зонда выше показаний микроградиент-зонда;

· наличие радиального градиента удельного сопротивления на диаграммах бокового электрического зондирования (БЭЗ), отражающего проникновение фильтрата глинистого раствора в пласт;

· изменение показаний различных геофизических методов во времени, отражающее преобразование во времени зоны проникновения в коллектор фильтрата глинистого раствора.

Для выделения коллекторов межзернового типа в карбонатном разрезе применимы вышеупомянутые прямые качественные признаки. Однако в связи с тем, что на значение межзерновой пористости в карбонатных породах существенное влияние оказывает содержание нерастворимого остатка, выделение коллекторов осуществляют путем сравнения кривой r_эф БК (экранированного зонда) с кривой НГМ, имеющими одинаковый масштаб пористости (т.е. нормализованными по шкале пористости). При бурении на пресном глинистом растворе или на воде (если r_р > r_в) коллекторы выделяют по расхождению этих кривых. При равенстве минерализации раствора и пластовой воды кривые r_эф БК и НГМ в водоносных коллекторах совпадают, а в продуктивных различаются. Нужно учитывать, что расхождение кривых r_эф БК и НГМ в межзерновом карбонатном коллекторе может быть связано с непроницаемыми глинистыми загипсованными карбонатными породами, содержащими битум. Такие породы должны исключаться из продуктивной части разреза на основании комплексного его изучения по данным промысловых исследований скважин, керна и других геофизических методов.

Выделение межзерновых коллекторов в разрезе терригенных и карбонатных пород по прямым качественным признакам очень широко практикуется в настоящее время. Однако в силу ряда факторов, связанных с качеством раствора и др. причин, геофизические методы не всегда надежны. Пласты, выделенные по геофизическим данным как коллекторы, нередко при опробовании не дают притоков. По этой причине возникла необходимость дополнительного обоснования принадлежности пород к коллекторам, определения кондиционных пределов параметров продуктивных пластов (количественных критериев).