Методы. Причины выделения. Пример

Коллекторами называются породы, способные содержать в себе жидкость или газ и отдавать их. Основные коллекторские свойства - пористость и проницаемость.

Пористость характеризует способность пород содержать жидкость или газ в несвязанном состоянии. Определяется коэффициентом пористости К_n, %.

Проницаемость - это способность породы пропускать через себя жидкость или газ под действием перепада давления. Коэффициент проницаемости k_пр измеряется в Дарси (это внесистемная единица) или в единицах площади (система СИ), 1мД ≈ 1фм². Хорошими коллекторами являются пески, песчаники, алевролиты, пористые известняки и доломиты, трещиноватые породы.

Неколлекторы, т. е. непроницаемые породы ("покрышки") - это глины и аргиллиты, плотные известняки и доломиты, гипс и ангидрит.

Выделение коллекторов – важнейшая задача ГИС на стадиях поисков, разведки и эксплуатации месторождений. Используемые признаки, а соответственно и применяемый комплекс ГИС, связаны с отличием коллекторов от вмещающих пород по проницаемости, пористости, глинистости и в общем случае определяются характером разреза, типом порового пространства, условиями бурения.

Методика выделения коллекторов в разрезе зависит от их типа. Выделяют следующие виды коллекторов:

Межзерновые (поровые или гранулярные) коллектора. Они преобладают в песчано-глинистых разрезах, но встречаются и среди карбонатных пород. Для них характерны высокие значения пористости (К_n от 7-10 до 30-40%) и средние значения проницаемости k_пр от единицы до сотен мД.

Трещинные, трещинно-кавернозные и трещинно-карстовые коллектора встречаются обычно среди карбонатных пород. Они характеризуются невысокими значениями пористости (К_n ≥2%), но зато имеют высокую проницаемость. Жидкость или газ содержатся в их трещинах и др. пустотах.

Проницаемость коллекторов сильно зависит от глинистости С_гл (чем больше С_гл, тем меньше k_пр).

Выделение коллекторов в терригенном разрезе проводят на основе прямых и косвенных признаков.

Прямые признаки позволяют решить задачу на качественном уровне. К ним относят сужение диаметра скважины (d_c<d_n) и расхождение диаграмм микрозондов (р_пмз>р_гмз), вызванные наличием глинистой корки, радиальный градиент УЭС, устанавливаемый по изменению показаний электрических и электромагнитных методов с разной глубинностью, изменение показаний геофизических методов при повторных исследованиях, возникающее за счет формирования или расформирования зоны проникновения, а также за счет специального воздействия на эту зону.

Исследования с воздействием проводят в сложных случаях в параметрических и оценочных скважинах в перспективных участках разреза. Такие исследования называют специальными. Воздействие осуществляют утяжеляя или облегчая ПЖ, меняя ее свойства и разбуривая ствол скважины долотом большего диаметра. Последняя операция приводит к разрушению глинистой корки, проникновению в коллектор жидкости с измененными свойствами и, следовательно, расхождению диаграмм, зарегистрированных до и после разбуривания. Одна из наиболее распространенных модификаций специальных исследований — «каротаж — испытание — каротаж» основана на комплексном применении методов ГИС и испытателей пластов на бурильных трубах, позволяющих отобрать пробу пластовой жидкости значительного объема. Возникающие при этом в зоне проникновения изменения приводят к расхождению диаграмм, зарегистрированных до и после испытаний, что свидетельствует о проницаемости пласта

Косвенные признаки выделения коллекторов основаны на использовании количественных критериев, т.е. значений k_п, k_пр, α_пс и других параметров, соответствующих границе коллектор – неколлектор.

Межзерновые коллектора терригенных отложений имеют обычно высокую пористость (К_n >15%) и при условии с_о<с_в характеризуются следующими признаками: Δρ_к>0 на диаграммах микрозондов и отрицательная аномалия ПС.

Межзерновые коллектора карбонатных отложений отличаются меньшей пористостью (К_n = 10-20%), но зато и меньшей глинистостью, чем терригенные. При их выделении поступают так: отмечают в разрезе глинистые породы (глины, аргиллиты, глинистые известняки) по положительным значениям ПС, повышенным значениям ГК, пониженным КС. Оставшиеся неглинистые породы разделяют на пористые (возможные коллекторы) и малопористые по данным МЗ, НГК и АК.

Выделение межзерновых коллекторов в карбонатном разрезе проводят, в принципе, как и в терригенном, т.е. используя комплекс прямых и косвенных признаков. Большое распространение получил способ нормализации. При этом нормализуют и связывают линейной корреляционной зависимостью, найденной для заведомо непроницаемых пород, методы, имеющие разную глубинность например БК+НГК, ИК+НГК, БК+АК. Отклонение точек на кросс-плоте или расхождение диаграмм, совмещенных в плотных пластах, свидетельствует о зоне проникновения и соответственно – проницаемости пласта.

Трещинные коллектора всех разновидностей не имеют четких особенностей на каротажных диаграммах. Это связано с тем, что пористость их мала и поэтому на диаграммах ГИС они проявляют себя как плотные породы. Для их установления в разрезе необходим количественный анализ всех данных. Ведущий метод решения данной задачи – акустический каротаж, обладающий наибольшей, сравнительно с другими методами ГИС, чувствительностью к структуре порового пространства. Обычно его комплексируют с методами, чувствительными только к объему пор, например с ГГК-П или НК. Увеличение трещиноватости проявляется в повышенном затухании поперечных волн и волн Лэмба, искажении линий фазовой корреляции на ФКД, а в ряде случаев – превышении коэффициентов пористости, определенных с помощью АК над коэффициентами пористости, определенными ядерно-физическими методами.

Основой выделения коллекторов в разрезах скважин является, проникновение в них бурового раствора. Этот факт может быть установлен, например, по изменению показаний на диаграммах КС, записанных в разное время. Изменение КС может быть связано с изменением глубины проникновения фильтрата бурового раствора в пласт или с дополнительным проникновением в него бурового раствора другой минерализации.

При с₀ (минерализации бурового раствора) < с_в (минерализация пластовых вод) это приводит к увеличению КС водоносных и уменьшению КС нефтеносных пластов.

Еще один существенный признак коллектора - положительные приращения Δρ_к на диаграммах МЗ.

Дополнительные признаки: увеличение интервального времени и снижение показаний НГК, сужение диаметра скважины из-за образования глинистой корки.

Пример: в качестве примера рассмотрим как выделяется терригенный коллектор сложенный песчаниками методами ГИС:

· По УЭС – промежуточные значения (ρ от 5 до 50 Ом*м);

· По ПС – глубокие отрицательные аномалии;

· По ГК – промежуточные значения (меньше чем у глин, но больше чем у плотных карбонатизированных пород);

· По нейтронным методам – промежуточные значения (время жизни нейтронов будет больше чем у глин, но меньше чем у плотных карбонатизированных пород);

· По акустическим свойствам – также промежуточные значения (интервальное время пробега акустической волны будет меньше чем у глин, но больше чем у плотных карбонатизированных пород).