Понятие о корреляции разрезов скважин. Типы корреляции. Исходная геологическая информация

Начальным этапом изучения залежи является корреляция разрезов скважин – сопоставление разрезов скважин по данным ГИС.

Корреляция позволяет устанавливать последовательность залегания гп, выделять и прослеживать одновозрастные толщи, определять литологический состав и фациальные особенности того или иного интервала разреза, определить возраст с учетом фациальных остатков, устанавливать наличие перерывов в осадконакоплении и проявлении вторичных процессов при сопоставлении с данными по керну.

Выделяют три типа корреляции: общая, зональная, региональная.

Общая корреляция – сопоставление разрезов скважин в целом от устья до забоя с целью выделения одновозрастных стратиграфических пачек толщ, отдельных литологических пачек пород, продуктивных пластов, маркирующих горизонтов. Общая корреляция выполняется по каротажным диаграммам масштаба 1:500 и по выделенным нефтегазовым толщам. Детальная корреляция проводится с использованием диаграмм более крупного масштаба 1:200

Зональную корреляцию проводят для детального изучения нефтегазоносных толщ, выделение в них продуктивных пластов, подсчетных объектов, слоев и пачек пород в пределах одного месторождения. Такая корреляция необходима для пластов, характеризующихся фациальной изменчивостью, значительной расчлененностью разреза и выклиниванием коллекторов в различных направлениях и замещением их плотными породами.

Региональная корреляция проводится по скважинам, находящихся на месторождении одной площади, нефтегазоносного района или края, при этом сопоставляются геологические разрезы в целом от устья до забоя скважин или отдельных продуктивных толщ.

Источниками первичной информации в нефтегазопромысловой геологии служат исследования разными методами, объединенные общей решаемой задачей.

Изучение керна, шлама, проб нефти, газа и воды в лабораториях с помощью специальных приборов — основной источник прямой информации о геолого-физических свойст­вах пород и физико-химических свойствах УВ и пластовой воды. Получение этой информации затруднено тем, что плас­товые условия (давление, температура и др.) отличаются от лабораторных и поэтому свойства образцов пород и флюи­дов, определенные в лабораторных условиях, существенно отличаются от тех же свойств в пластовых условиях. Отбор проб с сохранением пластовых условий весьма затрудните­лен. В настоящее время существуют герметичные пробоотборники только для пластовых нефтей и вод. Пересчет ре­зультатов лабораторного определения на пластовые условия может производиться с помощью графиков, построенных на основе данных специальных исследований.

Исследование скважин геофизическими методами (ГИС) осуществляется в целях изучения геологических разрезов в скважине, исследования технического состояния скважин, контроля за изменением нефтегазонасыщенности пластов в процессе разработки.

Для изучения геологических разрезов скважин использу­ются электрические, магнитные, радиоактивные, термичес­кие, акустические, механические, геохимические и другие методы, основанные на изучении физических естественных и искусственных полей различной природы. Результаты иссле­дования скважин фиксируются в виде диаграмм либо точеч­ной характеристики геофизических параметров: кажущегося электрического сопротивления, потенциалов собственной и вызванной поляризации пород, интенсивности гамма-излучения, плотности тепловых и надтепловых нейтронов, температуры и др. Теория геофизических методов и выяв­ленные петрофизические зависимости позволяют проводить интерпретацию результатов исследований. В итоге решаются следующие задачи: определения литолого-петрографической характеристики пород; расчленения разреза и выявления гео­физических реперов; выделения коллекторов и установления условий их залегания, толщины и коллекторских свойств; определения характера насыщения пород — нефтью, газом, водой; количественной оценки нефтегазонасыщения и др.

Для изучения технического состояния скважин применя­ются: инклинометрия — определение углов и азимутов ис­кривления скважин; кавернометрия — установление измене­ний диаметра скважин; цементометрия — определение по данным термического, радиоактивного и акустического мето­дов высоты подъема, характера распределения цемента в затрубном пространстве и степени его сцепления с горными породами; выявление мест притоков и затрубной циркуляции вод в скважинах электрическим, термическим и радиоактив­ным методами.

Контроль за изменением характера насыщения пород в результате эксплуатации залежи по данным промысловой геофизики осуществляется на основе исследований различ­ными методами радиоактивного каротажа в обсаженных скважинах и электрического — в необсаженных.

В последние годы получают все большее развитие деталь­ные сейсмические исследования, приносящие важную ин­формацию о строении залежей.

Гидродинамические методы исследования скважин при­меняются для определения физических свойств и продуктив­ности пластов-коллекторов на основе выявления характера связи дебитов скважин с давлением в пластах. Эти связи описываются математическими уравнениями, в которые вхо­дят физические параметры пласта и некоторые характерис­тики скважин. Установив на основе гидродинамических ис­следований фактическую зависимость дебитов от перепадов давлений в скважинах, можно решить эти уравнения относи­тельно искомых параметров пласта и скважин. Кроме того, эта группа методов позволяет выявлять в пластах гидродина­мические (литологические) экраны, устанавливать степень связи залежи нефти и газа с законтурной областью и с уче­том этого определять природный режим залежи.

Применяют три основных метода гидродинамических ис­следований скважин и пластов: изучение восстановления пла­стового давления, метод установившихся отборов жидкости из скважин, определение взаимодействия скважин.

Наблюдения за работой добывающих и нагнетательных скважин. В процессе разработки залежи получают данные об изменении дебитов и приемистости скважин и пластов, обводненности добывающих скважин, химического состава добываемых вод, пластового давления, состояния фонда скважин и другие, на основании которых осуществляются контроль и регулирование разработки.

Важно подчеркнуть, что для изучения каждого из свойств залежи можно применить несколько методов получения ин­формации. Например, коллекторские свойства пласта в рай­оне расположения скважины определяют по изучению керна, по данным геофизических методов и по данным гидродина­мических исследований. При этом достигается разная мас­штабность определений этими методами — соответственно по образцу породы, по интервалам толщины пласта, по пла­сту в целом. Значение свойства, охарактеризованного не­сколькими методами, определяют, используя методику увязки разнородных данных.

Для контроля за свойствами залежи, изменяющимися в процессе ее эксплуатации, необходимые исследования долж­ны проводиться периодически.

По каждой залежи, в зависимости от ее особенностей, дол­жен обосновываться свой комплекс методов получения ин­формации, в котором могут преобладать те или иные методы.

Надежность получаемой информации зависит от количест­ва точек исследования. Представления о свойствах залежи, полученные по небольшому числу разведочных скважин и по большому числу эксплуатационных, обычно существенно раз­личны. Очевидно, что более надежна информация по боль­шому количеству точек.

Основные принципы корреляции разрезов скважин (последовательность напластования; взаимное расположение границ пластов; выделение реперов и реперных границ, ритмичность осадконакопления).

Одним из важнейших положений, лежащих в основе детальной корреляции, является выявление и учет последовательности напластования пород. Разрезы, сло­женные осадочными образованиями, представляют собой чере­дование прослоев разного возраста и различного литолого-фациального состава. В зависимости от характера напластования выделяется согласное и несогласное залегание пород.

При согласном залегании пород, слагающих геологический разрез, последовательность их напластования не нарушена, т. е. каждый вышележащий прослой отлагался непосредственно на нижележащем.

При несогласном залегании пород последовательность их напластования нарушена в результате перерывов в осадконакоплении, размывов, дизъюнктивных нарушений с нарушением сплошности пород. Несогласное залегание проявляется в суще­ственном различии углов наклона вышележащих и подстилаю­щих слоев, выпадении из разреза отдельных прослоев, пластов, пачек или их частей, а также повторении в разрезе одних и тех же пачек пород.

Обычно слабо выражена и не всегда улавливается последо­вательность напластования в пределах рифогенных образова­ний, сложенных биогенными известняками.

Коррелируются только те адекватные интервалы сопостав­ляемых разрезов, внутри которых установлено согласное зале­гание слоев. В пределах этих интервалов могут быть выделены и прослежены границы всех одноименных прослоев и пластов.

Интервалы, внутри которых установлено несогласное зале­гание слоев, не коррелируются. В их пределах выявляются и прослеживаются границы несогласного залегания пород или другие нарушения.

Следующее положение, которое учитывается при детальной корреляции, касается расположения относительно друг друга границ между одновозрастными прослоями внутри интервалов разреза с согласным залеганием слоев. При незначительном из­менении мощности коррелируемых интервалов в разрезах со­поставляемых скважин границы между смежными разновозрастными прослоями примерно параллельны другу другу. Преимущественная параллельность синхроничных границ свойственна большинству продуктивных горизонтов. Причем если общая мощность продуктивного горизонта в целом меняется мало и в его пределах нет нарушений в согласном залегании пород, то границы одновозрастных прослоев параллельны кровле и подошве продуктивного горизонта.

Если мощность всех прослоев интервала (или в целом про­дуктивного горизонта) с согласным залеганием пород законо­мерно изменяется в определенном направлении, то границы между ними имеют веерообразный характер.

При общем согласном залегании пород изменение мощно­сти отдельных прослоев или пачек может происходить на ло­кальных, ограниченных по площади участках, что приводит к некоторому отклонению от параллельного (веерообразного) залегания их границ на таких участках. При этом увеличение мощности обычно связано с повышением песчанистости (в ре­зультате повышенной скорости отложения осадков) и наобо­рот, уменьшение мощности обусловливается повышением глини­стости пород (в результате меньшей скорости осадконакопления и более значительного уплотнения пород).

При нормальном залегании пород такие аномальные откло­нения в мощности отдельных пластов часто наблюдаются при неизменной мощности горизонта в целом. Это связано с тем, что уменьшение мощности одной части разреза компенсируется увеличением мощности другой его части.

Установление и прослеживание синхроничных границ между прослоями (пластами), а следовательно, выяснение последова­тельности напластования часто бывает затруднено из-за литолого-фациальной изменчивости по площади слагающих эти прослои пород. Особенно подвержены литолого-фациальной из­менчивости песчаные пласты-коллекторы, которые могут полно­стью или частично замещаться на коротких расстояниях алевролитами, глинистыми алевролитами, а иногда и гли­нами.

В карбонатных коллекторах первоначальные границы между прослоями (пластами) зачастую становятся нечеткими, трудноразличимыми вследствие вторичных процессов. Поэтому детальная корреляция разрезов, сложенных карбонатными от­ложениями, особенно сложна.

Для установления последовательности напластования при детальной корреляции особое значение имеет выделение в раз­резе реперов и реперных границ. Репером называется достаточно выдержанный по площади и по мощности пласт, отличающийся от выше- и нижележащих пород и четко фиксируемый на диа­граммах ГИС. Кровли и подошва такого пласта представляют собой синхроничные поверхности. Иногда этому условию отвечает только одна граница пласта (например, его подошва), так как другая (кровля) не может быть четко определена из-за литолого-фациальной изменчивости или вторичных преобразова­ний. В этих случаях четко фиксируемая синхроничная поверх­ность пласта может быть принята в качестве реперной гра­ницы.

Хорошими реперами считаются пачки и прослои, представ­ленные глинами, так как обычно они характеризуются посто­янством состава на значительной площади и имеют четко вы­раженные граничные поверхности (кровлю и подошву). На диаграммах ГИС такие пачки и прослои четко фиксируются по кавернограммам, кривым ПС, на диаграммах микрозондов и радиокаротажа.

Поэтому при установлении последовательности напластова­ния в первую очередь следует прослеживать граничные поверх­ности слоев, образованных глинами, глинистыми известняками, мергелями, которые характеризуются постоянством свойств по площади.

При детальной корреляции необходимо учитывать положе­ние о ритмичности осадкообразования, приводящей к последова­тельной смене пород разного литологического состава. Ритмич­ность осадкообразования связана с колебательными движе­ниями дна седиментационного бассейна — наступлением (трансгрессией) и отступлением (регрессией) береговой линии. Соответственно выделяются трансгрессивный и регрессивный циклы осадконакопления. Трансгрессивный цикл характеризуется увеличением грубозернистости пород вверх по разрезу, а ре­грессивный — уменьшением.

Учет ритмичности осадкообразования позволяет более на­дежно определять характер последовательности напластования пород в разрезе, выявлять места перерывов в осадконакоплении и размывов.