Неоднородность строения терригенных коллекторов и типы структуры их пустотного пространства : на примере верхней части тюменской свиты Урненского нефтяного месторождения Западной Сибири

• Автор: Корост, Дмитрий Вячеславович
• Шифр специальности: 25.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 175 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Очерк геологического строения Урненского месторождения
1.1 Геолого-геофизическая изученность
1.2 Стратиграфия
1.3 Тектоника
1.4 История геологического развития
1.5 Нефтегазоносность
Глава 2. Обзор современных представлений о строении и свойствах
терригенных пород-коллекторов и методах их изучения
2.1 Основные подходы к изучению ФЕС сложнопостроенных пород-коллекторов
2.2 Эффективная пористость, как основная характеристика коллектора
2.3 Состав и строение пород коллекторов, методы изучения
Глава 3. Изучение отложений пласта Ю2 скважины 47 Урненского
месторождения
3.1 Строение
3.2 Основные типы пород
3.3 Литофациальное строение
3.4 Петрофизическая характеристика коллекторов
3.5 Литолого-петрофизическая характристика пласта Ю2
Глава 4. Применение компьютерной рентгеновской микротомографии (рКТ) для изучения строения, состава и свойств пород-коллекторов
4.1 Основы рКТ
4.2 Интерпретация результатов рКТ для оценки компонентного состава пород-коллекторов
4.3 Выделение структурных параметров, определяющих наличие остаточной воды
4.4 Возможности применения рКТ для изучения пород-коллекторов
4.4.1 Изучение стандартных образцов (диаметром 30 мм)
4.4.1.1 Изучение неоднородностей и контроль качества
4.4.1.2 Трехмерные реконструкции останков организмов и
следов их жизнедеятелоьности
4.4.2 Изучение специальных образцов (диаметром 10 мм)
Глава 5. Классификация строения пустотного пространства терригенных пород-коллекторов на основании данных рКТ
5.1 Типы строения пустотного пространств
5.2 Опробование и поверка предложенной классификации
5.3 Генетическая интерпретация типов строения пустотного пространства
Заключение
Список опубликованных работ по теме диссертации
Список литературы

Памяти моего Учителя Иванова Михаила Константиновича посвящается
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. На сегодняшний день прирост запасов нефти и газа, поддержание и увеличение добычи в Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции связываются, прежде всего, с привлечением коллекторов, приуроченных к осадочным толщам смешанного состава, с частой сменой литологических типов пород по вертикали и латерали, характеризующихся существенными вторичными преобразованиями и, как следствие, сложным строением пустотного пространства.
Разработка достоверной петрофизической модели таких коллекторов, необходимой для объективной оценки продуктивности нефтегазоносных объектов, требует специальных подходов к их изучению с привлечением широкого комплекса современных методов лабораторных исследований.
К числу важнейших характеристик породы, определяющих ее фильтрационно-емкостные свойства (пористость, проницаемость, остаточную водонасыщенность), относится структура пустотного пространства. Однако существующие методы ее оценки являются полуинтегральными и основываются на предполагаемом идеальном строении пор, что приводит к многочисленным погрешностям при прогнозе петрофизических характеристик. На современном этапе изучения коллекторов представляется крайне актуальным использование уникальных исследовательских методик (различные минеральные и элементные анализы, компьютерная микротомография, электронная микроскопия и т.д.), позволяющих рассчитывать статистические параметры пустотного пространства, базируясь на реальном характере взаимоотношений отдельных компонент породы.
Объектом исследований являлись полифациальные отложения верхней части тюменской свиты (пласт Юг) Урненского месторождения, характеризующиеся широким спектром условий формирования коллекторов, их различным вещественным составом и структурой емкостного пространства.
Цель работы: выявление закономерностей изменения основных
фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) полимиктовых коллекторов тюменской свиты Урненского месторождения в зависимости от условий их формирования;

выявление связей между строением пустотного пространства пород-коллекторов и их ФЕС с применением современных аналитических методов.
Основные задачи исследования:
1. Обобщение данных по геологическому строению Урненского нефтяного месторождения.
2. Детальный анализ вещественного состава и петрофизических свойств пласта Юг Урненского нефтяного месторождения. Выделение основных типов пород-коллекторов и диагностика их генезиса. Выявление влияния литологической неоднородности пласта на его ФЕС.
3. Изучение состава и свойств полимиктовых пород-коллекторов тюменской свиты, используя современные стереологические методы исследований (компьютерная микротомография (рКТ) и др.)
4. Установление закономерностей изменения ФЕС пород в зависимости от строения пустотного пространства, взаимного расположения компонентов минеральной матрицы, пустотного пространства и остаточной воды.
5. Выделение основных типов строения пустотного пространства коллекторов пласта Юг Урненского месторождения и провести их генетическую интерпретацию.
Научная новизна и практическая значимость.
1. Впервые для терригенных отложений тюменской свиты Западно-Сибирской провинции был проведен анализ представительной коллекции образцов, включающий расширенный комплекс литолого-петрофизических исследований (в т.ч., рКТ).
2. Обоснован рациональный комплекс лабораторного изучения пород смешанного состава, характеризующихся высокой степенью литологической неоднородности, позволяющий определять эффективные свойства коллекторов. Доказано, что сокращение описанного комплекса исследований повлечет за собой неучет особенностей строения отдельных частей продуктивного разреза и, как следствие, ошибки при построении моделей, подсчете запасов и выборе режимов интенсификации и разработки месторождений.
3. Результатом изучения структуры пустотного пространства пород методом рКТ стала типизация отложений по этому параметру. Впервые для изучаемого объекта была разработана система классификации и оценки качества пород-коллекторов, основанная на анализе типов строения пустотного пространства. Анализ основных ФЕС и их соотношения со строением порового пространства показал, что подобный подход может служить отдельным классификационным признаком при выделении коллекторов и определении их качества.
4. Были разработаны авторские методики интерпретации строения и состава горных пород методом рКТ, совмещенным со сканирующим микрозондовым

подсчете запасов и разработке режима эксплуатации месторождений углеводородов.
Определение коэффициента эффективной пористости производится через соотношение объема открытого порового пространства породы-коллектора (коэффициент открытой пористости - Кп) и объема пустот, занимаемого связанной водой (коэффициент остаточной водонасыщенности - Ков) [Гудок, 2007, Добрынин, 2004, Ханин, 1953, Котяхов 1977, Гиматудинов, 1971, Кобранова, 1986]:
Кп_эфф = Кп * (1-Ков) (1)
Количество связанной воды в пустотном пространстве терригенного коллектора обуславливается рядом структурных и вещественных характеристик горной породы, обуславливающих форму связи воды и минеральной поверхности. Впервые различные формы связи воды были выделены П.А. Ребиндером [Ребиндер, 1956, 1979] по величине и природе энергии этих связей. В настоящей работе автор принимает уточненную классификацию Р.И. Злочевской [Злочевская, 1988, Королев, 1996] (табл. 2)
Таблица
Классификация воды в горных породах (по Р.И.Злочевской, 1988)
Категория (тип) воды Вид и разновидность воды
1. Связанная вода 1. Вода кристаллической решетки минералов (химически связанная) 2. Адсорбционная вода (физически связанная)
2. Вода переходного типа 1. Осмотически-поглощенная вода 2. Капиллярная вода
3. Свободная вода 1. Замкнутая в крупных порах 2. Текучая
Связанная вода не будет оказывать непосредственного влияния на объемные и поверхностные свойства порового пространства породы. Однако ее наличие влияет на показания нейтронных методов каротажа [Латышова, 2007, Добрынин, 2004, Калмыков, 2001]. Определение такого типа воды на образцах горных пород производится методом термогравиметрии путем замера потери массы навески породы при прокаливании при температуре 150-600°С при одновременном измерении скорости изменения веса и измерения теплоемкости испытуемой системы [Уэндландт, 1979, Топор, 1987, Фролов, 1964, Злочевская, 1972].