Относно методологията за изследване на анизотропията на продуктивни пластове на нефтени и газови находища - Бюлетин

Проблемът с разработването на юрски нефтени и газови находища най-често се дължи на разнородността на структурата и свойствата на продуктивните скали. Сложността на структурата на формацията се обяснява с фациесите и литоложката променливост на резервоарните скали, а хетерогенността на свойствата има няколко причини. От "петрографските" причини можем да отбележим:

неравномерно развитие на насложени процеси, по-специално карбонатизация;
характеристики на структурата на зърнената матрица и хетерогенност на цимента;
хетерогенност на опаковане и ориентация на зърна, фрагменти;
многопосочна ориентация на първичните кухини.

Развитието на фрактуриране е един от водещите признаци, усложняващи структурата и капацитивните качества на резервоарите. Именно пукнатините определят дебелината, интензитета и посоката на миграцията на флуида в продуктивните формации. Разрушаването не само изкривява първичните петрофизични характеристики на матрицата на резервоара, но значително (няколко пъти) подобрява пропускливостта. Разрушавайки и деформирайки скалите, той е основният фактор за преразпределението на течностите. Трябва да се подчертае, че не става въпрос за тектонично разрушаване като цяло, а за това, което определя и контролира развитието на разпадането на скалите на блокове, разграждането и пропускливостта, свързани с миграцията на флуидите. Пукнатините могат да бъдат наблюдавани и изследвани в ядки и тънки участъци. Както показаха нашите петрофизични изследвания, с увеличаване на фрактурирането на скалите корелират такива признаци като подобряване на капацитивните качества на резервоара, увеличаване на интензивността на битумизация на празното пространство и развитието на тектонични знаци. Малко хора изучават последното на тънки секции и в ядро. В същото време именно посоката и интензивността на флуидогенезата в нефтените находища са основната причина за тяхнотохетерогенност. Този процес е свързан с разпространението на повишена карбонатизация и други насложени процеси (битуминизация, силицификация, коалификация и други) в пластовете.

Фиг. 1. Характеристики на коалификация и битумизация в активни зони на флуидна миграция

Фациалното изследване и текстурният анализ на продуктивните скали от формациите YUS1 и YUS2 показаха (фиг. 1), че макротекстурната хетерогенност е основната при образуването на фрактури. В зоните на повишено раздробяване и раздробяване се наблюдава специален характер на изхода на ядрото [2], поради което наблюдението на разпуканите зони в продуктивните интервали по протежение на кладенците е от голямо значение, особено ако те са придружени от очевидни следи от миграция на флуиди и тектоногенеза (фиг. 2-3).

Фиг. 2. Характеристики на фрактуриране и насложени процеси в продуктивния комплекс на Тевлинско-Болгарскинското поле

Фиг. 3. Сложни процеси на флуидна тектонична трансформация на скали в центрове за флуидна миграция

Анизотропията на физичните свойства (еластични, магнитни, плътност и др.) се дължи не само на променливостта на петрофизичните характеристики (пропускливост, вторична порьозност), но и на посоката (тенденцията на промяна) на разграждането на матрицата, нейната деформация чрез флуидни тектонични процеси. Изследването на ориентацията на миграцията на течности в слоевете е възможно само върху ориентирано ядро. Ориентирането на ядрото е възможно и в процеса на избора му по време на сондиране (специални пробовземачи). Освен това има палеомагнитни методи, които позволяват да се ориентира ядрото в пространството и освен това да се определи не само текущото му местоположение в скалите, но и позицията му по време на образуването на скалата.

Творбите на Merkulov V.P., Krasnoshchekova A.A. и други относно анизотропията на нефтените резервоариотлаганията [3, 4] се отнасят до комплекс от изследвания: петрографски, палеомагнитни и физически (еластични, магнитни), но те не включват най-важния набор от материални характеристики: текстурни, фациални, петрофизични (плътност, пропускливост, порьозност) и флуидни тектонични. Въз основа само на предпочитаната ориентация на удължението на циментовите частици и зърната от пясъчник, оптичните оси на кварца, съвпадащи с главната ос на елипсата на анизотропията на магнитните свойства [4], не са напълно правилни, тъй като това по-често фиксира първичната ориентация на компонентите, а не новообразуваната миграция на течности.

Фиг. 4. Схема за производство на петрографски тънки профили от ориентирана проба на ядрото

Изследвани са ориентирани участъци (от 10 до 40 изчисления всеки), за да се определи:

ориентация на пори, празнини, микропукнатини в различна степен на запълване, отваряне;
ориентация на дълги оси на скални късове, минерали и минерални агрегати;
предпочитана ориентация на зони, кухини с течни или твърди въглеводороди, битумизирани зони и обекти, битумни лещи и разрези във въглероден материал;
ориентация на дислокационни структури, огъване на зърна, катаклаза и др.;
интензивност на развитие, отвореност и запълване на пукнатини и зони на раздробяване на матрицата и скалата като цяло.

За този вид изследване бяха избрани кернови проби, в които бяха отбелязани визуални признаци на тектонични деформации (фиг. 5), фрактуриране (виж фиг. 2) и флуидни метасоматични трансформации в областите на генериране на въглеводороди (виж фиг. 3). Последното е от изключително голямо значение, тъй като зоните на генериране на въглеводороди се отличават с максимален набор от набор от новообразувани характеристики, които фиксират "огнищата на метасоматизъм"в седиментни слоеве.

Фиг.5. Признаци на тектонско следседиментно въздействие в продуктивни скали на Тевлинско-Болгарскинското поле

Скалните маси могат да изпитват следните напрежения: натиск, опън, усукване, пластично огъване и срязване [1]. В рамките на Западносибирския седиментен басейн при изучаване на дълбоко потопени хоризонти могат да се наблюдават дислокации, свързани с движението на скални блокове (с плъзгане) към централната част на басейна. Те също са фиксирани от ядрото в глинести скали и се отразяват в акустичния каротаж и калиперната крива. Същите динамични напрежения (фиг. 6) с развитието на зони на компресия, опън, зони на раздробяване-раздробяване, регионално разхлабване и пропускливост се наблюдават в нефтени и газоносни юрски резервоари, като естеството на тези явления е най-често флуидно-тектонично, т.е. поради странична и субвертикална флуидна миграция на въглеводороди.

Фиг. 6. Схема на развитие на зони на динамични напрежения, обща флуидна миграция и зони на максимално въздействие на флуиди в рамките на Тевлинско-Болгарското поле

Фиг. 7. Новообразувана порьозност и пукнатини (ориентирани участъци) в различни флуидни тектонични зони на находището

При подробно проучване на юрските разрези на Тевлинско-Болгарскинското поле се наблюдават:

сублатерални дислокации, свързани със слоести пясъчници (кладенци 122, 6333, 7244, 7482 и др.);
дислокации на тектонична компресия с развитие на раздробяване на дъното, субвертикални фрактури (кладенци 7834, 7880, 6503, 8034);
многопосочно разрушаване с развитие на вторични пори;
опънни дислокации (фиг. 7) с развитие на ориентиранпорьозност (както странична, така и субвертикална).
зони на многократно натиск и напрежение със съпътстващо раздробяване на скали и минерали и развитие на пропускливи зони (фиг. 7).

В резултат на микротектонски анализ на ориентирани разрези, наблюдение на пукнатини и флуидни тектонични особености в ядрото и в разрези, обобщаване и анализ на петрографска и петрофизична хетерогенност в слоевете YUS1 и YUS2, бяха установени следните (виж фиг. 6):

посоките на общата миграция на флуидите в резервоарите;
две големи зони на регионално разширение (кладенци 2946-116 и 7601-118);
една голяма зона на регионална компресия (кладенци 2202-7834);
три зони на пасивна компресия;
две субвертикални зони на максимално въздействие на течността;
две успоредни (на северозапад) субвертикални зони на пропускливост и фрактуриране с развитие на фрактурен тип резервоар.

Основната цел на наблюдението на тектоничните особености е да се определи посоката на общата миграция на течности както в конкретна проба, в конкретен кладенец, така и в рамките на находището като цяло. Въз основа на позицията на единството и взаимозависимостта на флуидно-тектоничното регионално фрактуриране и миграцията на въглеводородни флуиди в района на полето е възможно да се предвиди разпространението на подобрени фрактурирани резервоари, да се картографират зоните с висок добив на находища и да се идентифицират приоритетни обекти за развитие. Наблюдение на "счупена" анизотропия на продуктивни образувания, обща миграция на течности в полетата, т.е. преференциална филтрация на въглеводородни течности в продуктивни скали, позволява да се спестят от пробиване на производствени кладенци с незначителни притоци, да се оптимизира разположението на мрежа от производствени кладенци и да се получи максимален ефектпо време на разработването на полето. Посоката на миграцията на флуида на "фрактура" може да се използва за:

ориентирано хидравлично разбиване;
сондиране на хоризонтални и наклонени кладенци;
провеждане на различни хидродинамични мерки и въздействие върху пластовете по време на експлоатацията на находището.

Багринцева К.И. Раздробяване на седиментни скали. – М.: Недра. - 1982. - 256 с.
Исаев Г.Д., Ненахов Ю.Я., Шалдибин М.В. Възможността за визуална диагностика на степента на разграждане на скалите на големи дълбочини (на примера на палеозоя на Западносибирската плоча) // Иновативни методи и технологии за търсене на нефт и газ и възможни начини за тяхното прилагане в югоизточните райони на Западен Сибир. - Томск: "Inform Geo Service". - 2000. - С. 93-100.
Меркулов В.П., Третяков К.Г. Техника за пространствена палеомагнитна ориентация на ядра от кладенци // Геофизични методи при проучване на минерални ресурси и екологични изследвания. Сборник с материали на Общобългарска научно-техническа конференция. - Томск. - 1996 г.
Меркулов В.П., Краснощекова Л.А., Александров Д.В., Мартинова Т.Е. Изследване на анизотропията на резервоари в нефтени находища // Сборник с резюмета на 9-та международна научно-практическа конференция. Геомодел. - 2007, Геленджик, 16-21 септември. 2007. - М.: EAGE. - 2007. - С. 55.