Литофизическое расчленение разреза и выделение коллекторов

Задача литофизического расчленения разреза скважин решается путем применения признаков основных типов пород на диаграммах геофизического комплекса. Чем больше установлено признаков, характеризующих породу, тем точнее она может быть определена. При комплексной геофизической интерпретации необходимо учитывать, что существующие методы измеряют физические поля, часто являющиеся одинаковыми для разных отложений, а для перехода от физических полей к геологическим параметрам необходимо привлекать данные петрофизических исследований коллекций образцов керна, извлеченного в процессе бурения или боковым грунтоносом.

Таблица для оценки наиболее распространенных осадочных пород приведена ниже (Таблица 2). Необходимо учитывать, что в ней приведены наиболее ясно выраженные типы пород и коллекторов, в природных условиях часто встречаются переходные разности. В частности, увеличение песчанистости глины может привести к уменьшению ее пористости и вероятности образования каверны напротив нее, а также увеличению сопротивления, а увеличение пластичности – к сужению диаметра скважины, вместо увеличения. Повышение содержания глинистого

материала в нефтенасыщенном песчанике приводит к уменьшению амплитуды ПС и значительному снижению сопротивления [14].

Коллекторы выделяются в разрезе по геофизическим признакам благодаря пористости и проницаемости. Для выделения коллекторов используются качественные и количественные признаки.

К качественным признакам выделения коллекторов относятся:

1. Наличие глинистой корки (если бурение велось на глинистом буровом растворе), которое определяется по любому методу измерения диаметра скважины (каверномеру, профильному каверномеру).

2. Расхождение между микропотенциал- и микроградиент-зондами. При проходке скважин с использованием бурового раствора на не минерализованной воде в пласт проникает пресный фильтрат бурового раствора, поэтому сопротивление, измеренное более глубинным микропотенциал зондом, будет больше, чем сопротивление, измеренное микроградиент зондом. При бурении на соленой воде, соотношение может измениться в сторону уменьшения сопротивления, измеренного по микропотенциал зонду по отношению к микроградиент зонду, но это будет зависеть от минерализации бурового раствора.

3. Расхождение между показаниями электрических методов, имеющих разную глубину исследований: зондов бокового каротажного зондирования (БКЗ), зондов высокочастотного индукционного каротажного изопараметрического зондирования (ВИКИЗ), несколько зондов индукционного каротажа (ИК), бокового каротажа (БК) и микробокового каротажа (МБК). При этом необходимо учитывать, что расхождения может не быть, так как в коллекторах могут создаваться условия, при которых сопротивление зоны проникновения будет примерно равным с неизмененной часью пласта, например, для полностью водонасыщенных коллекторов это условие будет выполняться, если бурение проводилось на растворе с минерализацией близкой к минерализации пластовой воды.

Таблица 2. Основные признаки некоторых осадочных пород и коллекторов по данным геофизических методов (глинистый раствор) [14 с дополнениями]

Породы и коллекторы	Методы сопротивления	Метод ПС	Каверно-грамма	Микрозонды	Гамма-метод	Нейтронные методы
ρП	Характер зоны про-никновения	UПС	dС	ρК	Iγ	Inγ, Inn
Глины	Низ-кое	Отсутствие проникнове-ния	Максималь-ные	dС > dН	Низкие, совпа-дающие для ми-крозондов раз-ной длины	Макси-мальные	Минимальные
Пески, песчаники, высо-копористые карбонатные коллекторы с межзерно-вой пористостью, насы-щенные высокоминерали-зованной водой	мини-маль-ное	ρР < ρПЛ ≥ ρП	минимальные	dС < dН	Средние, не со-впадающие для микрозондов разной длины	средние	средние
Пески, песчаники, высо-копористые, карбонатные коллекторы с межзерно-вой пористостью, насы-щенные нефтью с неболь-шим содержанием связанной воды	Сред-нее	ρР < ρПЛ > ρП ρР < ρПЛ < ρП ρР < ρПЛ = ρП	То же	То же	То же	То же	То же
Пески, песчаники, высо-копористые, карбонатные коллекторы с межзерно-вой пористостью, насы-щенные газом с неболь-шим содержанием связанной воды	То же	То же	То же	То же	То же	То же	максимальные
Коллекторы с межзерно-вой пористостью, насы-щенные водой более прес-ной или такой же, как фильтрат бурового раствора	Сред-нее	ρР < ρПЛ < ρП ρР < ρПЛ = ρП	Показания СП выше, чем в глинах или как в глинах; ρф ≤ ρв	dС = dН	То же	То же	средние
Низкопористые коллекто-ры в чистых карбонатных разностях. Характер насы-щения порового прост-ранства установить трудно из-за глубокого проникновения. Могут обладать как межзер-новой, так и трещинной пористостью	То же	Глубокое проникновение	Минимальные или фильтрата, кажущееся отсутствие проникновения	То же	То же	Минималь-ные	То же, но выше, чем в песчаных коллекторах
Глинистые известняки, мергели. Могут обладать как межзерновой, так и трещинной пористостью	То же	Отсутствие проникновения	максимальные	То же	максимальные, резко меняющиеся	Средние или макси-мальные	Средние, но выше, чем в песчаных коллекторах
Ангидриты, чистые плот-ные кристаллические известняки	Мак-сима-льное	Отсутствие проникновения	минимальные	dС = dН	То же	Минималь-ные	Максималь-ные
Гипсы, сильно загипсо-ванные породы	То же	То же	То же	То же	То же	То же	Минимальные
Галит (каменная соль)	То же	То же	То же	dС = dН при предель-ном на-сыщении раствора солью	минимальные при dС » dН	Очень низкие	Показания меняются с изменением диаметра скважины от средних до очень высоких
Калийные соли	То же	То же	То же	То же	То же	Аномально высокие	То же
Угли	Мак-сима-льное (не всегда)	То же		dС > dН	меняются	Минималь-ные	Минимальные
Породы баженовской свиты	Мак-сима-льное	То же		dС = dН	максимальные, резко меняющиеся	Аномально высокие	Низкие

Кроме прямых качественных признаков выделения коллекторов используются косвенные количественные, по которым критерием выделения коллекторов является превышение расчетных значений проницаемости (Кпр), пористости (Кп), глинистости (Кгл) над критическими значениями. К количественным признакам можно отнести и геофизические параметры, отражающие изменения Кпр, Кп, Кгл (D_НК – двойной разностный параметр по нейтронному каротажу, D_ГК – двойной разностный параметр по гамма-каротажу, a_ПС – относительная аномалия потенциала собственной поляризации).

На Рисунок 11 приведен пример геофизического планшета по одной из скважин Западносибирского нефтегазоносного бассейна.

Рисунок 11. Пример литологического расчленения разреза: синим – проницаемые песчаники, зеленым – глинистые породы, голубым – угли, розовым – карбонатизированные пропластки

Синим выделены интервалы нефтенасыщенных песчаников: низкие значения ГК (GR) и минимальные показания кривой ПС (SP) в связи с маленькой глинистостью, средние показания сопротивления (LLD, PROX), расхождение микрозондов из-за наличия глинистой корки (MINV – микроградиент-зонд показывает меньшие значения, чем MNOR – микропотенциал-зонд), расхождение зондов БКЗ (GZ1-7) в связи с наличием зоны проникновения. Голубым цветом выделен прослой углей: минимальная радиоактивность и показания нейтронного метода (CFTC), высокое сопротивление. Глины (зеленым цветом) характеризуются высокими значениями ГК, отклонениями кривой ПС вправо, низким сопротивлением. Плотные породы (розовым) выделены по низкой радиоактивности и высокому сопротивлению. Обращает на себя внимание поведение кривой кавернометрии (CALI), которая измеряет диаметр скважины: в глинах и углях она значительно больше номинального диаметра из-за образования каверн, в песчаниках – меньше, из-за появления глинистой корки. В плотных породах диаметр обычно равен номинальному, но в данном случае кривая этого не показывает в верхнем пропластке (возможно, ошибка записи каверномера в этом интервале).

При работе с Западносибирским регионом необходимо обратить внимание на наличие в разрезе пород баженовской свиты (Рисунок 12). Это карбонатно-глинисто-кремнистые породы с очень высоким содержанием органического вещества, которое оказывает существенное влияние на геофизические характеристики пород. Во-первых, это органическое вещество сорбирует на себе большое количество урана, благодаря чему показания гамма-каротажа на соответствующих глубинах больше, чем «максимальные» (в глинах) в 2-10 раз. В связи с гидрофобностью и малым содержанием глинистых минералов сопротивление этих пород очень высокое, от 12 до тысяч Ом*м. Радиоактивность и сопротивление – два признака, которые уверенно выделяют баженовскую свиту в скважине по геофизическим данным. При интерпретации каротажа необходимо отсекать интервалы баженовской свиты и интерпретировать его отдельно. Пример выделения баженовской свиты в той же скважине, что рассмотрена выше, приведен на Рисунок 12. Обратите внимание, что здесь масштаб кривой GR выбран от 0 до 140 мкр/ч, в то время как для интерпретации обычных пород предпочтителен масштаб от 0 до 20 мкр/ч (Рисунок 11).

Рисунок 12. Выделение интервала баженовской свиты по данным ГИС (в колонке литологии)