Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как противостоять манипуляциям мужчин? Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника







КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕРРИГЕННЫХ КОЛЛЕКТОРОВ





Вопрос классификации коллекторов имеет большое практи­ческое значение при разведке месторождений. Поскольку фак­торов, определяющих коллекторские свойства, слишком много, создать удовлетворительную классификацию очень трудно. Почти все существующие классификации достаточно формальны. Груп­пы и классы коллекторов выделяются в них в основном по вели­чинам пористости и проницаемости. Но для оценки качества коллекторов пород совершенно необходимой является и литоло-гическая характеристика.

В общем виде породы-коллекторы подразделяются на про­мышленные нефтеносные, из которых возможно получение доста­точных по величине притоков, и непромышленные, из которых по­лучение таких притоков на данном этапе невозможно. Для газа в связи с его подвижностью категория промышленных коллекторов расширяется.

Основная масса терригенных коллекторов характеризуется межзерновым (поровым) пространством — это межзерновые или гранулярные коллекторы. Однако среди терригенных пород встречаются и коллекторы со смешанным характером пустотного пространства. Выделяются трещинно-поровые и даже каверноз-но-поровые разности (в том случае, если часть зерен сравнитель­но легко выщелачивается).

Одна из первых классификаций в нашей стране была создана П.П. Авдусиным и М.А. Цветковой. В качестве основного крите­рия была предложена величина эффективной пористости. Всего было выделено пять классов: А — с эффективной пористостью более 20%; В - 15-20%; С - 10-15%; D - 5-10%; Е - менее 5%. Каждый из классов разделяется по степени сложности строе­ния порового пространства, находящей отражение в гидравличес­кой характеристике Ф. По своей величине эта характеристика равна отношению периметра Р эквивалентной (воображаемой) поры, равной по площади сумме площадей всех пор в данном се­чении, к сумме периметров этих пор Σp. Тогда Ф = Р / Σр. Пери­метр пор, заполненных окрашенной смолой (бакелитом), можно подсчитать на фотографии при помощи курвиметра, а планимет­ром (специальной сеточкой) — суммарную площадь пор. По таб­лице можно найти длину окружности (периметр Р) круга, по пло­щади равного суммарной площади пор. По величинам Ф кол­лекторы подразделяется на три группы: 1 — Ф > 0,25, хорошо проницаемые коллекторы, допускающие значительные скорости фильтрации; 2 — Ф = 0,1-0,25, среднепроницаемые коллекторы, со средней скоростью фильтрации; 3 — Ф < 0,1, слабо проницае­мые коллекторы с незначительной скоростью фильтрации. Чем более изометричные очертания у сечений поровых каналов, тем


 

ближе значение гидравлической характеристики Ф приближается к 1. П.П. Авдусин и М.А. Цветкова выделили классы без указа­ния типов пород; в классификации также не приводятся величи­ны проницаемости.

В настоящее время наиболее широко применяется классифи­кация А.А. Ханина (ВНИИГаз). Анализ большого фактического материала позволил А.А. Ханину установить зависимость между величинами полезной емкости и проницаемости для отдельных групп коллекторов, выделяемых по гранулометрическому составу (среднезернистые, мелкозернистые песчаники, алевролиты с пре­обладанием крупно- и мелкоалевритовой фракции).


На основе анализа построения кривых было выделено шесть классов коллекторов (I, II, III, IV, V, VI) с проницаемостью соот­ветственно свыше 1000 мД, 1000-500, 500-100, 100-10, 10-1 мД и менее. Каждому типу печано-алевритовых пород в пределах того или иного класса

 

соответствует своя величина эффективной пористости. Породы, относящиеся к VI классу с проницаемостью менее 1 мД, в естественных условиях обычно содержат 90% и бо­лее остаточной воды и не являются коллекторами промышленно­го значения. С учетом гранулометрического состава пород клас­сификация терригенных коллекторов, по А.А. Ханину, представ­лена в табл. 6.2. В рамках одной классификации трудно учесть все свойства. Можно идти по пути создания особых классифика­ций для отдельных типов пород.

6.6. КАРБОНАТНЫЕ КОЛЛЕКТОРЫ

Карбонатные породы как коллекторы нефти и газа уверенно конкурируют с терригенными образованиями. По различным данным, от 50 до 60% современных мировых запасов УВ приуро­чено к карбонатным образованиям. Среди них выделяются наи­лучшие по качеству коллекторы - карбонатные породы рифовых сооружений. Добыча нефти и газа, большая по объему, произво­дится из известняков и доломитов, в том числе из палеозоя и докембрия; наиболее крупные месторождения открыты в мезо­зойских и палеозойских породах, прежде всего в странах Ближне­го Востока. Крупные скопления в рифовых сооружениях мезо­зойского возраста открыты в бассейне Мексиканского залива (Золотой пояс, Кампече и др.). Из рифовых известняков были получены и рекордные дебиты (десятки тысяч тонн в сутки). Можно отметить некоторую связь между развитием карбонатных коллекторов и усилением карбонатонакопления в геологической истории, что связано с обшей цикличностью геотектонического развития и периодичностью осадкообразования.

Карбонатные коллекторы характеризуются специфическими особенностями: крайней невыдержанностью, значительной из­менчивостью свойств, что затрудняет их сопоставление. В них от­носительно легко происходят разнообразные диагенетические и катагенетические изменения. Фациальный облик известня­ков в большей мере, чем в обломочных породах, влияет на фор­мирование коллекторских свойств. В минеральном отношении карбонатные породы менее разнообразны, чем обломочные, но по структурно-текстурным характеристикам имеют гораздо больше разновидностей. В процессе изучения коллекторских свойств карбонатных толш многими авторами неоднократно под­черкивалась решающая роль генезиса отложений, гидродинами­ки среды для формирования структуры пустотного пространства, которая может быть более или менее благоприятна для формиро­вания коллекторов и определяет характер последующих преобра­зований.


В целом карбонатные породы легко подвергаются вторичным изменениям. Это связано с их повышенной растворимостью. Особенно велико влияние вторичных преобразований в породах с первично неоднородной структурой порового пространства (орга-ногенно-обломочные разности). По характеру постседиментаци-онных преобразований карбонатные породы отличаются от тер-ригенных, прежде всего это касается уплотнения. Остатки биогермов с самого начала представляют практически твердые обра­зования, и далее уплотнение идет уже медленно. Карбонатный ил также может быстро литифицироваться, при этом в нем возника­ют своеобразные фенестровые пустоты за счет выделения пузырь­ков газа. Мелкообломочные, комковато-водорослевые карбонат­ные осадки также быстро литифицируются. Пористость несколь­ко сокращается, но вместе с тем значительный объем порового пространства «консервируется».

В карбонатных породах отмечаются все виды пустот. В зави­симости от времени возникновения они могут быть первичными (седиментационными и диагенетическими) и вторичными (пост-диагенетическими). В органогенных карбонатных породах к пер­вичным относятся пустоты внутрираковинные, в том числе внут­ри рифовых построек (в широком смысле — внутриформенные), а также межраковинные. Некоторые карбонатные породы могут быть хемогенного или биохемогенного происхождения, они обра­зуют резервуары пластового типа. К ним относятся прежде всего оолитовые, а также известняки с меж- или внутриоолитовой пус-тотностью. Слоистым или массивным известнякам свойственны пелитоморфные или скрытокристаллические, а также кристалли­ческие структуры. В кристаллических, особенно в доломитизиро-ванных, породах развита межкристаллическая (межзерновая) по­ристость.

Карбонатные породы в большей мере, чем другие, подверже­ны вторичным преобразованиям (перекристаллизация, выщела­чивание, стилолитообразование и др.), которые полностью меня­ют их физические свойства, а иногда и состав (процессы доломи­тизации и раздоломичивания). В этом состоит сложность выделе­ния природных резервуаров, так как одна и та же порода в одних условиях может рассматриваться как коллектор с очень высокими свойствами, а в других, если нет трещин, может являться по­крышкой. Созданию вторичных пустот способствуют процессы растворения (выщелачивания), перекристаллизации, в основном доломитизации и раздоломичивания или стилолитизации. Те или иные процессы сказываются по-разному в зависимости от гене­тического типа породы.

Перерывы в осадконакоплении, имеющие региональное зна­чение, играют большую роль при формировании зон высокоем-


ких коллекторов. Под поверхностью размывов и несогласий в массивах карбонатных пород можно встретить закарстованные зоны, связанные с выветриванием и выщелачиванием. В пределах нефтяных месторождений к этим зонам приурочены высокопро­дуктивные горизонты. Вдоль трещиноватых зон растворение про­исходит до больших глубин, в Камском Приуралье оно отмечает­ся на глубинах до 1 км.

В рифах выделяются «ситчатые» обычно выщелоченные из­вестняки с пористостью (пустотностью) до 60%, сложенные ко­раллами, мшанками, «губчатые» крупнодетритовые известняки (с пористостью 40-45%), часто кавернозные и малопористые из­вестняки с отдельными порами и кавернами, чаще всего выщела­чивания. Все разновидности известняков выделяются внутри ри­фового массива. Ситчатые и губчатые разности группируются в зоны повышенной пористости. Образование ее в этих зонах часто связано с выведением пород на поверхность и выветриванием. Дебиты скважин в разных частях рифов резко различаются.

Среди явлений выщелачивания следует отметить некоторые особые случаи, имеющие локальное значение, но проявляющиеся иногда в широких масштабах. Таким примером может служить хемобиогенная коррозия, проявляющаяся при развитии микро­флоры на ВНК, которая создает кислую среду, повышает ее агрес­сивность и способствует растворению карбонатов. Другим приме­ром является развитие карста под влиянием углекислоты, образу­ющейся при разрушении нефтяной залежи. В обоих случаях пе­реотложение растворенного карбоната кальция ниже подошвы залежи приводит к изоляции последней от остальной части плас­та. Особую проблему представляет развитие глубинного карста (гипокарста), связанного с различными процессами, при которых в глубинных зонах осадочного чехла происходит хотя бы кратко­временное раскрытие трещин, в результате чего увеличивается поступление СОг с глубин, и, как следствие, развивается глубин­ный карст с образованием коллекторов. На развитие гипокарста, очевидно, влияет и достижение состояния неустойчивости каль­цита при погружении (см. гл. 5).

В пределах основных групп пород выделяются определенные структурные разности пород. Органогенно-обломочные известня­ки, как правило, всегда сцементированы и обладают меньшими емкостными возможностями по сравнению с биоморфными раз­ностями. Пустоты (поры) органогенно-обломочных пород назы­ваются межагрегатными, так как внутренняя структура составных частей этих пород различна.

В хемогенных породах пустоты различаются по особенностям структуры. В оолитовых породах различается пористое межооли­товое пространство, трещины сокращения между и внутри кон-


центров оолитов и, наконец, отрицательно-оолитовые пустоты, образующиеся при выщелачивании оолитов (рис. 6.18).

В кристаллических (зернистых) известняках структура поро-вого пространства (в случае растворения) межзерновая и кавер­нозная. Пелитоморфные известняки обычно обладают повышен­ной трещиноватостью по сравнению с другими типами карбонат­ных пород. В них же наиболее часто развиты стилолитовые швы. Обычно видно все переходы от самых ранних стадий - зароды­шей и сутурных швов к типичным стилолитам. Образование сти-лолитов связано с неравномерным растворением под давлением. Глинистая корочка на поверхности стилолитовых швов представ­ляет нерастворимый остаток породы. Часто горизонты развития стилолитов являются наиболее продуктивными в разрезе. Они проницаемы, за счет вымывания глинистых корочек может обра­зоваться зияющая пустота (рис. 6. 19).

Обломочные карбонатные породы в структурном отношении отличаются от перечисленных групп. В принципе они сходны с


 

обычными кластическими породами, но по характеру преобразо­ваний тяготеют к известнякам.

Из числа вторичных процессов в карбонатных породах важ­нейшее значение имеют цементация, выщелачивание, кальцитазация и сульфатизация. Цементация может начаться очень рано и происходить быстро, как это хорошо видно на примере бичроков. Кальцитовый цемент выкристаллизовывается за счет выпарива­ния морской воды, заливающей пляж, и частичного растворения нестойких минералов. Пляжный карбонатный песок может от­вердевать за несколько дней. Подобная почти мгновенная лити-фикация происходила и в прошлые времена. Дальнейшая судьба оставшихся в каркасе такого «литификата» пустот может быть различна.

При перекристаллизации происходит существенное измене­ние структуры и текстуры пород. В целом этот процесс направ­лен в сторону увеличения размера кристаллов. Если при пере­кристаллизации часть вещества выносится, пористость возраста­ет. Наибольшей вторичной пористостью обладают неравномер­но перекристаллизованные породы. Рост крупных кристаллов способствует образованию микротрещин.

Наиболее эффективное влияние на формирование вторичной пустотности оказывает выщелачивание и метасоматоз (в основ ном доломитизация). Растворение при выщелачивании прояв­ляется по-разному в зависимости от большей или меньшей дисперсности слагающих породу частиц. Тонкодисперсные компо­ненты сильнее подвержены этому процессу. Растворимость также зависит от состава минералов и вод: арагонит растворяется луч­ше, чем кальцит, сульфатные воды более активно растворяют доломит и т.д. Анализ изменения фильтрационно-емкостных па­раметров, определяемых в том числе выщелачиванием, уста­навливает их весьма отчетливую связь со структурно-генетичес­кими типами пород. Примером этого является крупный рифовый массив раннепермского и каменноугольного возраста Карачаганакского месторождения, расположенного в северной бортовой части Прикаспийской впадины.

 


Месторождение Карачаганак находится под соленосной кун-гурской толщей на глубинах от 3750 до 5400 м. В продуктивной толще каменноугольно-раннепермского возраста преимуществен­но развиты биогермные и биоморфно-детритовые известняки, в меньшей степени — хемогенные и органогенно-обломоч-ные разности, присутствуют доломиты как продукты замещения известняков. По фациальной принадлежности различаются поро­ды ядра рифового массива, склоновых фаций, внутририфовой ла­гуны и обломочного шлейфа. Это обычная схема строения всех рифовых массивов. Наилучшими коллекторскими свойствами об­ладают породы ядра (особенно в выщелоченном состоянии), а также отложения склоновой фации, залегающие на глубине 4,8-4,9 км. Для них характерны значения пористости 10-23% и проницаемости 100-500 мД. Такие высокие значения на больших глубинах определяются тем, что широко развитые процессы раст­ворения привели к формированию линзовидных крупнопористых зон с унаследованной кавернозностью (см. рис. 6.11). В меловых отложениях Золотого пояса и зоны Реформа в Мексике рифовые и предрифовые фации, в том числе фация обломочного шлейфа, представляют коллекторы с пористостью от 14 до 26% и прони­цаемостью в сотни миллидарси.

Иной тип карбонатных пород и пустоты в них можно наблю­дать в древних толщах Восточной Сибири в Юрубчено-Тахомской зоне нефтенакопления. Здесь в разрезе продуктивных толщ преобладают вторично измененные перекристаллизованные водо­рослевые, строматолитовые доломиты. В породах широко разви­ты стилолитовые швы, часто заполненные глинисто-битуминоз­ным веществом. Широко развиты процессы окремнения. Масси­вы карбонатных пород рифея при выведении на поверхность во время предвендского перерыва подвергались выветриванию и карстообразованию, что привело к развитию кавернозности. Карстовые воронки и другие ниши были заполнены делювиаль-


но-пролювиальными образованиями. Массивы нарушены разло­мами и трещиноватостью. Таким образом, коллекторы обладают сложной структурой пустотного пространства. Из зон повышен­ной пустотности получены высокие притоки нефти.

Доломитизация является одним из ведущих факторов при формировании коллекторов. На образование доломита влияет со­отношение в воде магния и кальция и общая величина соленос­ти. При более высокой концентрации солей требуется и большее количество растворенного магния. В процессе диагенеза доломит возникает за счет своих предшественников — таких как магнези­альный кальцит. Первичная диагенетическая доломитизация не имеет существенного значения для формирования коллекторских свойств. Метасоматическая доломитизация в катагенезе более важна для преобразования коллекторов. Для доломитообразова-ния необходимо поступление магния. Источники его могут быть различны. При катагенетических процессах в условиях повышен­ных температур растворы теряют магний, обменивая его на каль­ций вмещающих пород. На примере Припятского прогиба видно, что между составом рассолов и интенсивностью вторичной доло­митизации устанавливается отчетливая зависимость. В тех стра­тиграфических зонах, где девонские карбонатные породы наибо­лее сильно доломитизированы, содержание магния в рассолах резко падает, он используется для образования доломита. При метагенетической доломитизации особенно заметно увеличение пористости, так как процесс идет в породе с жестким скелетом, которая трудно поддается уплотнению. Общий объем породы со­храняется, пустотность в ней за счет доломитизации повышается.

Обратный процесс раздоломичивания (дедоломитизация) особенно распространен в приповерхностных условиях. Наиболее активно он проходит в разрезах, где доломиты содержат прослои сульфатов. При просачивании вод магний доломитов в растворах соединяется с радикалом SO42- и выносится в виде легко раство­римого MgSO4. Происходит увеличение пористости пород.

Но перенос сульфатов водами нередко приводит и к проти­воположным результатам с точки зрения качества коллекторов. Легко растворимый CaSO4 также легко выпадает в осадок и запе­чатывает поры. Так же может влиять и кальцитизация, которая часто выражается в наращивании регенерационных каемок и су­жении порового пространства.

Есть и другие специфические геофизические приемы иссле­дования карбонатных коллекторов, в том числе сопоставление данных НГК (дает представление об общей величине пустотнос­ти) и БКЗ (величина пустотности, связанной трещинами, в том числе и каверн), а также другие методы.


 


 

Заканчивая рассмотрение карбонатных коллекторов, необхо­димо еще раз подчеркнуть то, что по сравнению с обломочными породами структура их порового пространства чрезвычайно раз­нообразна. Ненарушенная матрица имеет характеристики, ко­торые определяются прежде всего первичной структурой, кавер-нозность сильно изменяет эти характеристики, а трещиноватость создает как бы две наложенные друг на друга системы пустот. Все это и определяет необходимость особой классификации коллек­торов. Такая оценочно-генетическая классификация коллекторов была предложена К.И. Багринцевой (табл. 6.3).

Определяющим параметром предлагаемой классификации является проницаемость, предельные значения которой взяты из анализов коллекторских свойств пород различного генезиса и структурных особенностей. Минимальные и максимальные зна­чения оценочных показателей (пористости, газонефтенасыщен-ности и др.) получены из корреляционных зависимостей между проницаемостью, пористостью и остаточной водой. Наиболее характерна связь остаточной водонасыщенности с абсолютной проницаемостью.

В породах по мере улучшения фильтрационных свойств ко­личество остаточной воды уменьшается. Пористость может быть различной, при этом даже высокие (более 15%) значения откры­той пористости бывают в породах с низкими фильтрационными свойствами. Между открытой пористостью и остаточной водона-сыщенностью связь неопределенная.

Низкопористые породы всегда отличаются большим содержа­нием воды, а высокопористые имеют двойственную характерис­тику: хорошо проницаемые заключают небольшое количество воды, а плохо проницаемые — значительное (более 50%). В клас­сификационной схеме все коллекторы подразделяются на три большие группы А, Б, В, внутри которых в свою очередь выделя­ются классы, характеризующиеся разными оценочными парамет­рами, литологическими и структурными особенностями. Группы А и Б представлены в основном коллекторами порового и кавер-ново-порового типов, В — трещинного и смешанного типов. В породах группы А преобладают первичные пустоты, размеры которых увеличены в процессах последующего выщелачивания.

В породах группы Б развиты седиментационные поровые ка­налы; меньшую роль играют пустоты выщелачивания. Строение пустотного пространства в породах группы А значительно проще, чем в группе Б, а наиболее сложно оно в группе В. Здесь преоб­ладают мелкие извилистые, плохо сообщающиеся каналы. Кол­лекторы I и II классов в группе А обладают в основном унаследо­ванными высокими фильтрационными и емкостными параметра­ми. В III, IV и V классы попадают породы обломочно-органоген-



 

ные и биохемогенные с низкими первичными коллекторскими свойствами. Вторичное минералообразование, перекристаллиза­ция, доломитизация, раздоломичивание, особенно сопровож­дающиеся выщелачиванием и выносом материала, улучшают их свойства. В VI и VII классах выделены породы таких хемогенных и биохемогенных разностей, петрофизические характеристики которых никогда не достигают высоких значений. Но здесь в большей степени, чем в породах высших классов, проявляется другой фактор — трещиноватость. Тип пустот поровый (для мат­рицы) и трещинный (в целом для коллектора). Поэтому отдельно даются параметры матрицы, которые в основном низкие, особен­но проницаемость, и отдельно параметры трещин, по которым проницаемость значительно выше.








Date: 2015-04-23; view: 693; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2017 year. (0.016 sec.) - Пожаловаться на публикацию